Sistemas constructivos

Láminas de cubierta e impacto ecológico

Guía que evalúa las distintas opciones disponibles de láminas impermeables de cubierta según su rendimiento técnico e impacto ecológico, comparando los distintos tipos disponibles en el mercado, según su impacto medioambiental, rendimiento y durabilidad.
Publicado el 09 febrero 2021
selección láminas de cubierta

De entre los elementos constructivos que componen un edificio, la cubierta es quizá el más expuesto a las inclemencias climáticas y cuyas patologías pueden derivar en problemas graves en el interior.

Tradicionalmente, las soluciones constructivas para impermeabilizar cubiertas han sido ejecutadas con materiales naturales como piedra o teja, en caso de cubiertas inclinadas o cal y arcilla para cubiertas planas.

Con la aparición de los materiales sintéticos, estos sistemas han sido ampliamente sustituidos por láminas impermeabilizantes de cubierta, un sistema económico que asegura absoluta estanqueidad al agua con una mínima pendiente, durabilidad y mínimo o nulo mantenimiento.

Sin embargo, las láminas impermeables de cubierta son elementos sintéticos con procesos de transformación de elevado impacto ecológico que no disponen de alternativas naturales y que disparan las alarmas de cualquier análisis de ciclo de vida y de impacto medioambiental de un proyecto.

Por este motivo, planteamos la necesidad de evaluar las distintas opciones disponibles según su rendimiento técnico e impacto ecológico, comparando los distintos tipos de láminas impermeables disponibles en el mercado, según su impacto medioambiental, rendimiento y durabilidad.

LÁMINAS IMPERMEABLES DE CUBIERTA

 

El término de “terrat” o terrado se utilizaba tradicionalmente para denominar a las cubiertas planas de las casas de pueblo en las que se realizaban actividades como tender la ropa o reunirse con los vecinos y que estaban protegidas con una capa de arcilla compactada que garantizaba impermeabilización y un suelo firme para asegurar la accesibilidad.

En regiones con elevada pluviometría se adoptaban medidas basadas en la geometría en las que el material de cubierta tiene menores requerimientos de impermeabilización al evacuar la mayor parte del agua mediante una acusada pendiente, como las cubiertas de paja o vegetales de países nórdicos o las tradicionales cubiertas de teja o piedra.

Y es que la cubierta es uno de los paramentos más castigados de la envolvente de una construcción, tanto por el agua en forma de lluvia y nieve, como por las variaciones de temperatura entre día y noche que no solo afectan a su mantenimiento, sino también a la estabilidad de temperatura del ambiente interior.

Además, si el diseño del edificio no permite una accesibilidad adecuada, la cubierta corre el riesgo de no disponer de un mantenimiento mínimo y que cualquier patología pase desapercibida.

Debido a su exposición directa tanto a lluvia como nieve, uno de los mayores riesgos de una cubierta son las filtraciones de agua, una patología que ha quedado prácticamente en el olvido desde la aparición en el mercado de las láminas sintéticas impermeabilizantes a principios del s.XX.

El hecho de disponer de un nuevo material flexible e impermeable que nos permite proteger con soluciones de todo tipo, garantizando la estanqueidad de la cubierta, fue una innovación disruptiva que cambió por completo la forma de proyectar y construir los elementos de cubierta.

Pero el hecho de que los materiales sintéticos hayan desbancado casi por completo al resto de soluciones tradicionales llevadas a cabo con materiales naturales como la cal o las tejas es no solo una cuestión estética, sino también económica, y es que las láminas impermeabilizantes agilizan y abaratan el proceso de impermeabilización de una cubierta.

 

Tipos de cubiertas

 

No todas las láminas de cubierta son válidas para todos los tipos de cubierta. Así, antes de definir los distintos tipos y hacer una selección de láminas de cubierta en función de su rendimiento e impacto ecológico, empezamos definiendo los tipos de cubierta más comunes: según los materiales que las componen, su geometría, uso y orden de las distintas capas.

Clasificación tipológica de cubiertas

 

En la clasificación clásica, los tipos de cubierta suelen distinguirse en función de su geometría. Las cubiertas planas se suelen definir hasta un máximo de un 24% de pendiente y las inclinadas desde el 25% hasta el 100% de pendiente.

El origen de tal distinción tiene lugar en las clásicas cubiertas protegidas con materiales pétreos o cerámicos, con su máximo exponente en el sistema de teja árabe. Tal disposición geométrica requiere una pendiente mínima del 24% para que, por geometría, el agua no entre, teniendo en cuenta que estamos hablando de materiales porosos.

Una vez entramos en terreno de cubiertas de bajo pendiente o planas, se exige un mayor grado de impermeabilidad, por lo que tendremos que empezar a trabajar con materiales no porosos. Son cubiertas que tradicionalmente se ejecutaban con arcilla o cal y hoy en día se llevan a cabo con metales o láminas impermeabilizantes.

Una segunda clasificación tipológica distingue entre las cubiertas convencionales o invertidas en función de la posición de la capa de aislamiento, o también entre las cubiertas ventiladas (también llamadas frías) o no ventiladas (calientes) – por lo que el criterio en este caso sería el comportamiento energético.

Finalmente, podemos clasificar las cubiertas en función de su uso: transitable, no transitable, técnica, inundada o cubierta vegetal.

Es importante destacar que la elección de un sistema de cubierta influirá en gran medida en los tipos de láminas de cubierta que serán adecuados para la misma, y es que el mal funcionamiento de una cubierta tiene consecuencias en el confort interior, pero también en la durabilidad de los materiales elásticos. La dilatación y contracción de un material sometido a cambios térmicos constantes puede llevar a su rápida degradación.

Capas de una cubierta

 

Los distintos tipos de láminas de cubierta forman parte de una de las múltiples capas de un techo. Veamos en detalle las distintas capas en función de su posición, desde el interior hasta el exterior.

 

– Estructura: se encuentra en la posición inferior y sustenta el resto de capas. Su función es la de solucionar los requerimientos mecánicos, soportando las cargas del techo y transmitiéndolas a los apoyos para que desciendan hasta los cimientos.

– Capa de drenaje: en el caso de las cubiertas planas, además de su impermeabilización, deberemos generar unas pendientes de entre el 2% y el 6% de inclinación para reconducir el agua hacia un sumidero. Complementando las dos estrategias aseguraremos una estanqueidad completa.

– Aislamiento térmico: será aquella capa que nos proteja de la diferencia de temperatura con el exterior, ya se trate de un material específicamente aislante o de un manto de tierra en el caso de una cubierta ajardinada.

– Capa impermeabilizante: su función es asegurar la estanqueidad del conjunto. Se suele resolver con láminas sintéticas y en caso de combinarse con aislamientos no impermeables, evita que el aislamiento se moje.

Capa separadora: también llamada capa geotextil, elimina el roce entre capas y asegura su compatibilidad. Resulta importante separar la lámina impermeable de acabados de gravas o evitar el crecimiento de las raíces en el caso de una cubierta verde.

– Capa de protección: también llamada capa de acabado, tiene la función de proteger el resto de capas de los agentes climáticos como el viento, la radiación solar u otras agresiones como animales. En algunos casos se utiliza para añadir peso, evitando así que las piezas de aislamiento salgan volando. Algunos ejemplos son el acabado de grava, el sustrato vegetal en caso de las cubiertas ajardinadas, o cualquier pavimento pesado, entre otros.

 

Criterios de análisis

 

A lo largo de este artículo proponemos hacer un análisis para la selección de láminas de cubierta en función de su rendimiento e impacto ecológico, que distinguimos entre 4 tipos principales:

  • Tela asfáltica
  • EPDM
  • PVC
  • TPO
  • Láminas líquidas

De cada uno de ellos se llevará a cabo un análisis técnico y de huella ecológica.

Criterios de evaluación del rendimiento de las láminas de cubierta

 

Para llevar a cabo el estudio a nivel técnico se analiza la ficha técnica de un producto representativo de cada uno de los tipos de láminas proporcionado por el fabricante de las mismas.

 

– Elongación máxima: la cubierta suele ser la zona más expuesta a radiación solar, por lo que los materiales que formen parte de ella se verán sometidos a una amplia variación de temperaturas.

La elongación máxima mide la amplitud máxima del movimiento de dilatación y retracción de un material sin que éste pierda sus propiedades originales. Por ello, un mayor valor de elongación máxima nos dará garantía de mayor durabilidad. No se expresa con unidades, sino en porcentaje de aumento respecto la longitud original.

 

– Resistencia a tracción: debido a las variaciones en la longitud de las láminas fruto de los cambios de temperatura, se generan unas tensiones en el material que podrían ocasionar roturas si superan los esfuerzos máximos permitidos. Por esta razón, el valor de la resistencia a tracción resulta importante, ya que cuanto mayor sea, menores serán las posibilidades de que el material pierda su capacidad impermeabilizante. Se expresa en unidades de presión, MPa, el equivalente a un N por m2, ya que al dividir una fuerza entre una superficie estamos contabilizando la presión que se ejerce sobre esa sección de material.

 

– Peso: se trata de un valor que se calcula en función de su grosor y longitud, con el objetivo de poder medir cuánto pesa cada lámina de cara al transporte o la resistencia del soporte de cubierta. Por ello, el peso se cuantifica siguiendo las unidades de peso/superficie, kg/m2 y el grosor en mm.

 

– Sistema de presentación: determinados tipos de láminas de cubierta suelen venir en formato de rollo, con ancho, grosor y longitudes concretas. Necesitamos saber cuál es el formato de presentación para poder a calcular el número de rollos necesarios, así como el número de capas superpuestas. El objetivo es el de minimizar la merma y aprovechar al máximo el material, tanto por cuestiones económicas como ecológicas.

 

– Factor de emisión: cualquier producto puede definirse con un valor representativo que relacione la cantidad de contaminante emitido a la atmósfera con la actividad asociada a esta emisión. Se expresa mediante las unidades KgCO2eq por m2 de producto, una medida en unidades de masa del CO2 equivalentes a la producción de un m2 del producto que estamos analizando. [1]

La masa de los gases emitidos es medida por su correspondencia con el CO2, al ser el gas más conocido y referencia del resto de gases de efecto invernadero. Las dos unidades de masa más utilizadas suelen ser la tonelada y el kilogramo, tCO2eq o KgCO2eq.

Para su cálculo, debemos tener en cuenta que el peso molecular del CO2 es de 44 g/mol. Así pues, en una tonelada de CO2 hay 22.727 moles. Los gases de efecto invernadero distintos del CO2, como el metano, el óxido nitroso o los hidrofluorocarburos, son convertidos a su valor equivalente en CO2 multiplicando la masa del gas por su Potencial de Calentamiento Global (GPW).

El GPW es un índice, por lo que no tiene unidades, que mide cuánto calor puede ser atrapado por un determinado gas y puede ser calculado para periodos de 20, 100 o 500 años, siendo 100 años el valor más frecuente.

Criterios de evaluación del impacto ecológico de las láminas de cubierta

 

Antes de entrar en detalle en la selección de láminas de cubierta en función de su rendimiento e impacto ecológico, hacemos un repaso de algunos conceptos clave relacionados con la evaluación ambiental de un producto.

 

– Ficha de Seguridad: se trata del segundo documento, después de la ficha técnica, que obligatoriamente debe acompañar a cualquier producto, aunque no siempre es fácilmente accesible de forma abierta y en muchos casos es necesario requerírselo al fabricante.

En la ficha de seguridad de un producto, es obligatorio indicar todos los componentes que puedan considerarse tóxicos en la mezcla, siempre que su porcentaje respecto el total represente al menos el 0,1%. Esto quiere decir que puede haber algunos productos tóxicos en concentraciones mínimas de los que no es obligatorio informar.

Lo ideal sería disponer de una declaración completa de componentes, pero dado que muchos fabricantes no quieren desvelar la composición completa de un producto, en los últimos años han aparecido numerosos sellos de certificación ecológica de productos. Éstos, analizan y validan de forma independiente si la composición de un producto cumple con ciertos estándares de calidad en relación a su impacto sobre el ambiente y la salud de las personas.

Además, la ficha de seguridad incluye información sobre manipulación y forma de desechar un producto para minimizar la toxicidad tanto en usuarios como en el medio ambiente.

 

– ACV: El Análisis del Ciclo de Vida es uno de los métodos más utilizados hoy en día para la evaluación del impacto ambiental de un producto. A través de este método se tiene en consideración su impacto ambiental más allá del cálculo de sus emisiones de carbono. Para ello, se evalúan diversas categorías de impacto como son: el agotamiento de recursos, el impacto sobre la capa de ozono, la acidificación del agua, la eutrofización, así como la toxicidad en humanos o la ecotoxicidad.

Al ser un método reciente, todavía es difícil encontrar fichas de ACV para muchos productos industriales, esperemos que en un futuro próximo métodos de evaluación completos como éste sean de obligatoria implementación para todos los fabricantes. El ACV está regulado con las normas ISO 14040 [2] e ISO 14044 [3] de la normativa europea.

 

– DAP: del Anáslisis del Ciclo de Vida de un Producto, obtenemos la DAP – Declaración Ambiental del Producto. La DAP es un documento cada vez más extendido que desarrolla el propio fabricante de producto. Una DAP se clasifica como una Ecoetiqueta de tipo III y está regulada por la norma ISO 14025 [4].

Existe una plataforma llamada OpenDAP en la que se recolecta el mayor número de declaraciones a nivel español, permitiendo su consulta libre y abierta.

En las DAP se hace referencia al origen de la materia prima, su extracción y transformación, pero sobre todo se evalúan las emisiones de CO2. Por ello, el dato en el que nos basaremos será el factor de emisión del producto.

Selección de láminas de cubierta en función de su rendimiento e impacto ecológico

 

Tela asfáltica

 

Las telas asfálticas, también denominadas láminas bituminosas o láminas de betún modificado (LBM), son el sistema más extendido para impermeabilización de cubiertas. Esta denominación se refiere a que el material asfáltico utilizado en la composición de estas láminas ha sido modificado con aditivos o polímeros para mejorar ciertas características, como su resistencia a la intemperie, elasticidad y adherencia. La composición del material suele contener, entre otros: asfaltos naturales, betunes asfálticos de penetración, betunes asfálticos de oxidación, alquitrán y breas.

En primer lugar, vamos a aclarar el origen de todos los materiales mencionados. El betún es un producto derivado del petróleo, mientras que el alquitrán y las breas son derivados del carbón. Por su parte, llamamos asfalto a una mezcla de áridos con betún que se usa normalmente para la construcción de carreteras.

A todo esto, la lámina asfáltica parte de un material de base que le da soporte y resistencia, que antiguamente consistía en amianto o tejidos naturales. Actualmente se usan nuevos materiales para el soporte: hace unos años eran de aluminio o cobre, y ahora de poliéster, polietileno o fibra de vidrio.

El proceso de fabricación del material asfáltico consta de los siguientes pasos: extracción, transporte, preparación de la mezcla asfáltica, laminación, aplicación del material de terminación, refrigeración y bobinado. [5]

La extracción del petróleo se realiza normalmente mediante pozos a gran profundidad, invirtiendo una gran cantidad de energía en el proceso. España es un país que se caracteriza por su elevada dependencia energética, ya que goza únicamente de un 0,4% de producción propia de petróleo. Así, la gran mayoría de la importación proviene de México, por lo que debe cruzar todo el Atlántico en barco suponiendo un gasto ecológico elevadísimo en transporte.

Una vez en fábrica, el petróleo se refina para obtener productos como gasolina, gasoil, gases, etc. En las refinerías, el petróleo crudo se somete a distintos procesos de destilación y separación cuya temperatura varía dependiendo del proceso que se esté llevando a cabo y la unidad específica utilizada. Sin embargo, en general, algunas de las unidades operan a temperaturas relativamente altas, llegando a alcanzar entre 300°C y 400°C o incluso más en algunos casos, para llevar a cabo la destilación y separación de los diferentes componentes del petróleo. De este proceso se genera un excedente y derivado que es el betún, es decir que se trata de un producto residual que se aprovecha después del refinado del petróleo para productos como las láminas bituminosas. Posteriormente, se debe mezclar este betún con una proporción concreta de áridos para obtener el asfalto.

La maleabilidad del betún está estrechamente relacionada con su temperatura, siendo la temperatura ambiente aquella en la que se encuentra en forma sólida. Por ello, debe trabajarse en todo momento a una temperatura de 150ºC, incluso durante el tiempo de almacenaje, momento en el que suele colocarse en tanques fijos que constan de una gran caldera para mantener el calor.

El proceso final de refrigeración también supone un elevado gasto energético, puesto que tiene que conseguir rebajar estos 150ºC en un tiempo muy corto para mantener la geometría del material.

A todo esto, se suelen añadir aditivos al material para modificar su comportamiento. Para incrementar la elongación máxima, se añaden elastómeros, unos polímeros termoplásticos o derivados del caucho. Para mejorar la resistencia a tracción, se añaden plastómeros o polímeros termostables que mejoran su resistencia.

Una característica importante de este tipo de láminas es su placabilidad a bajas temperaturas. La placabilidad de un material hace referencia a su capacidad para adaptarse y conformarse a las superficies y configuraciones de la cubierta, incluso cuando están expuestos a temperaturas frías. Cuando la temperatura ambiente es baja, el asfalto y los materiales bituminosos tienden a volverse más rígidos, y esto podría dificultar su manejo y aplicación en ciertas condiciones climáticas frías. Sin embargo, las láminas bituminosas que tienen una buena placabilidad a bajas temperaturas son más flexibles y maleables incluso en entornos fríos.

 

Según la composición y los aditivos de la lámina distinguimos entre diversos subtipos:

  • Lámina bituminosa de oxiasfalto
  • Lámina de oxiasfalto modificado
  • Lámina de betún modificado con elastómeros
  • Lámina de betún modificado con plastómeros
  • Lámina extruida de betún modificado con polímeros.

 

Destaca el proceso de fabricación del llamado oxiasfalto, que en las últimas décadas ha sido el material más utilizado para hacer láminas asfálticas. La diferencia reside en que a la vez que se somete el asfalto a altas temperaturas se le insufla aire para oxidarlo, por lo que se obtiene un material duro pero a la vez muy elástico. [6] Desde 2013 se ha prohibido explícitamente el uso del oxiasfalto tipo OA-70/40 en cubiertas en la contratación pública y en otros ámbitos de construcción en general como los carriles bici, ya que no funciona bien su resistencia a tracción que marca la norma UNE 104202 de 1992. [7]

Como alternativa, hoy en día se usan láminas con elastómeros SBS y láminas con plastómeros APP, también conocidas como láminas de betún polimérico. En la mayoría de los casos se pueden utilizar indistintamente, pero en los países de climas cálidos las láminas de plastómeros APP ofrecen mayor facilidad de aplicación, ya que la penetración a temperaturas altas (25 ºC o más) acaba siendo menor. La menor penetración significa que estas láminas son menos propensas a ablandarse excesivamente y perder sus propiedades mecánicas en condiciones calurosas, lo que facilita su instalación y evita problemas asociados con la deformación en el proceso de aplicación.

A nivel de clasificación, existen dos tipologías de tela asfáltica en función de su material de terminación: las autoprotegidas y las que no tienen protección. Las autoprotegidas gozan de un acabado mineral o metálico incorporado, mientras que a las no protegidas se les coloca un simple acabado de film plástico, por lo que deberán protegerse mediante grava o un pavimento.

Según su composicion, las láminas se clasifican de la siguiente manera: monocapa, bicapa o monocapa mejorada. El sistema monocapa consiste, como bien indica su nombre, en una única capa del rollo de material. Por ello, resulta importante el solape entre distintas franjas para asegurar su impermeabilidad, no menor a 8 cm, utilizado sobretodo en láminas autoprotegidas. Por otro lado, el sistema bicapa consiste en dos capas compuestas por franjas solapadas que en el siguiente nivel se colocan cubriendo la junta solapada anterior, en ambos casos de manera perpendicular a la línea de máxima pendiente. Finalmente, las láminas de tela asfáltica de monocapa mejorada son similares a las láminas monocapa, pero presentan mejoras en su composición para brindar características adicionales de rendimiento.

El sistema de adherido puede consistir en adherido, semiadherido o flotante. El modo adherido significa que la impermeabilización se adhiere al soporte en toda su superficie, ofreciendo una mejor estanqueidad al solidarizarse con el soporte base. El método semiadherido se une por puntos al soporte de entre el 15 y 50% de su extensión – una técnica empleada para distribuir la presión de vapor. Finalmente, se puede directamente no adherir la lámina al soporte siguiendo el denominado sistema flotante, excepto en el perímetro, encuentros con paramentos y encuentros singulares. En este caso, la capa podrá moverse más libremente, por lo que estará sometida a un menor estrés estructural.

La técnica de unión entre láminas suele hacerse con soplete, también se puede reforzar con adhesivos fríos o incluso se puede llevar a cabo únicamente con fijaciones mecánicas o asfalto caliente.

La norma española que regula la impermeabilización en la edificación sobre y bajo rasante con láminas bituminosas modificadas, la UNE 13707 de 2014, recomienda de entre este tipo de sistemas las láminas de betún modificado con polímeros. La norma también especifica que las láminas deben tener una armadura adecuada para brindar la resistencia y estabilidad necesarias. Algunos de los materiales recomendados para la armadura incluyen fieltro de fibra de vidrio, fieltro de poliéster (no tejido) sin armar o armado con malla, fieltro de polietileno u otras poliolefinas, y film de poliéster o film de polietileno. Las láminas autoadhesivas de betún modificado con polímeros también están contempladas en la norma, con armadura de fieltro de fibra de vidrio y fieltro de poliéster no tejido. [8]

Datos de análisis

 

Para la selección de láminas de cubierta en función de su rendimiento e impacto ecológico, utilizaremos los datos de la lámina de betún modificado con elastómeros, uno de los productos más comercializados dentro de la categoría:

 

Elongación máxima: 45%

Resistencia a tracción: 1 Mpa

Peso: 2,85 kg/m2

Grosor: 0,3-2,5 mm

Factor de emisión: 3,3-6,19 KgCO2eq/m2, producto bicapa

 

Analizando las características de un producto representativo – lámina de betún modificado con elastómeros – vemos que las dimensiones del rollo son de 1 m de ancho y un margen de 8 a 20 metros de largo. El hecho de ser tan estrecho y corto implica un gran número de juntas, lo cual acarreará la posibilidad de un mayor número de fugas.

Pese a este hecho, su durabilidad se considera una de las más altas, proporcional a su elevado precio, ya que se trata del tipo más grueso y consecuentemente el menos flexible.

Sin embargo, su falta de flexibilidad hace que necesite una capa de protección y que consecuentemente nunca pueda quedar vista, ya que si no perdería su capacidad elástica por la incidencia de la radiación solar. Es por este motivo que en caso de no usar una lámina autoprotegida, deberemos añadir una capa de material de acabado – pudiendo llegar a tratarse de un mortero con un alicatado, siempre y cuando le añadamos previamente una capa geotextil de protección de la impermeabilización.

Otro contra de este producto es su falta de transpirabilidad al ser un derivado plástico, que puede acarrear problemas a la larga. Por ejemplo, si la estamos colocando encima de una cubierta de estructura de madera, será fácil que en los puntos de cubierta más complejos de impermeabilizar se puedan generar condensaciones por debajo debido a su falta de transpirabilidad.

La reciclabilidad de la tela asfáltica al final de su vida útil resulta muy compleja, puesto que puede volverse extremadamente pegajosa y convertirse así en un material de desecho peligroso. Algunas empresas alemanas hablan de la posibilidad de reaprovecharlo en la construcción de carreteras, pero finalmente la gran mayoría acaban quemándolo en altos hornos para aprovechar su energía calorífica en la fabricación de cemento u otros materiales de construcción.

 

EPDM – Etileno Propileno Dieno Monómero

 

Las láminas de Etileno Propileno Dieno Monómero son láminas impermeables de caucho sintético. El caucho natural es un polímero de origen orgánico que se extrae en forma de emulsión lechosa de ciertas especies de árbol, conocida como látex.

Sin embargo, el caucho sintético solo comparte el nombre con este otro material, por lo que se pretende presentar como natural y no lo es. Se produce en fábrica mediante la mezcla de una variedad de monómeros, algunos de ellos de origen orgánico pero muchos derivados del mismo petróleo, como el etileno, el propileno y el dieno, que se usan en la fabricación de plástico. A todo esto, se le añaden una serie de impurezas o aditivos que brindan al producto las propiedades óptimas.

Otra opción son las láminas de caucho vulcanizado, un derivado del caucho natural o caucho sintético, en función de a qué material se le aplique el proceso de vulcanización. La vulcanización es un proceso mediante el cual se calienta el caucho crudo mezclándolo con azufre. Este proceso le da mayor estabilidad, dureza y resistencia al frío sin perder la elasticidad natural. También transforma el acabado pegajoso del material en una superficie suave que no se adhiere a los materiales con los que entra en contacto.

En ambos casos, hablamos de láminas de un material plástico o desvirtuado de su origen natural que se arman con una trama de poliéster, también plástico. Nuevamente, entramos en la problemática de la falta de autonomía de crudo en este país, por lo que el material ya de por sí contaminante por el hecho de ser fósil y gastar mucha energía en su extracción, debe además ser transportado grandes distancias para llegar a la fábrica.

En España se fabrican láminas EPDM mediante la técnica del calandrado, en la que se hace pasar el material entre dos rodillos de metal calientes que giran en sentidos opuestos y cortan la lámina final con una cuchilla. Es en este estadio del material en el que puede ser sometido a la vulcanización.

Por definición, se trata de un material no transpirable. Sin embargo, en los últimos años se han desarrollado una serie de técnicas que consiguen que la humedad del interior del edificio salga a la vez que siguen impidiendo la entrada del agua, evitando así las condensaciones de agua que pueden llegar a generar problemas de humedades. Se trata de añadirle hasta 4 capas de geometrías distintas: una capa textil sin trenzar, una película difusora, una tela de refuerzo PE y una última de textil también sin trenzar.

Su sistema de presentación es en rollos, llegando a alcanzar un tamaño de 9 metros de ancho por 30 metros de largo. Las técnicas de adherencia o unión entre láminas son el aire caliente, que activa las propiedades adhesivas del propio material o los adhesivos fríos que ofrecen ciertas ventajas al no someter el material a esfuerzos de tracción elevados en su colocación.

Una mínima protección es necesaria, no siendo posible dejar la lámina vista. Esta capa de protección puede ser pesada y realizarse por medio de grava rodada o un pavimento recibido con mortero, situación en la que colocaremos una capa geotextil, o en cambio ligera, mediante una pintura elástica de color claro para minimizar la incidencia solar.

Al final de su vida útil, el EPDM resulta altamente reciclable, aunque se pierde aproximadamente el 10% del material debido al previo pegado con el resto de láminas. Para su reciclaje, el material pasa por un proceso de trituración mecánica y puede reconvertirse en otros productos de construcción, así como usos deportivos como pavimento de pistas o áreas de juego.

Datos de análisis

 

Elongación máxima: 400%

Resistencia a tracción: 9 Mpa

Peso: 1-1,8 kg/m2

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

Factor de emisión: 3,442-6,19 KgCO2eq/m2 producto

 

Se trata de un material moderno con elevadas prestaciones, no solo resistente a los agentes atmosféricos, sino también muy resistente mecánicamente, lo que lo convierte en un material muy adecuado para la impermeabilización de cubierta. Todo ello le aporta una gran durabilidad, llegando algunas marcas a garantizar hasta 50 años su correcto funcionamiento.

Es destacable la capacidad de elongación de este material que le confiere una gran resistencia a tracción, una ventaja que repercute en su elevado precio, ya que se trata de la solución más cara de todas las analizadas.

 

PVC

 

El policloruro de vinilo (PVC) es un tipo de plástico muy común en construcción ya que se usa tanto para láminas de cubierta como para tuberías de agua, cerramientos, carpinterías y vallados, entre otros elementos. Se trata de un material peligroso tanto para el planeta como para los usuarios, con un grave problema de contaminación y toxicidad en su proceso de producción. De hecho, de entre los polímeros declarados más peligrosos, El PVC es de lejos el más usado en construcción. [9]

El PVC es único en ventajas técnicas dentro del amplio espectro de plásticos porque es un plástico clorado. Básicamente sus componentes provienen del petróleo bruto 43% y el cloro proveniente de la sal 57%, por lo que es cierto que constituye el plástico con menor dependencia del crudo y mayor facilidad de producción en España, consiguiendo así reducir costes. De hecho, la industria del cloro tiene un gran peso en la economía española, siendo el 6º país a nivel de producción en la UE.

Todo esto no quiere decir que su fabricación resulte ecológica, sino todo lo contrario. De hecho, hace necesario seguir trasladando el petróleo desde México o Arabia Saudí, mientras que las explotaciones de cloro españolas explotan las salinas, trasladan esta sal a una fábrica donde mediante electrólisis la convierten progresivamente en salmuera, sosa cáustica, hipoclorito de sodio y cloro. Se trata pues de 4 reacciones químicas complejas que consumen energía y liberan tóxicos al medio ambiente.

El cloro y el etileno se unen en una sola molécula llamada polímero, por lo que llamamos a esto proceso de polimerización, que se puede producir mediante 4 métodos distintos: suspensión, emulsión, masa y solución. El proceso de suspensión es el más empleado, y se lleva a cabo en reactores de acero inoxidable, que trabajan a alta presión o alta temperatura.

Sin embargo, la química clorada del PVC es responsable de una variedad de peligros para la salud ambiental y humana: desde el comienzo de su ciclo de vida donde el mismo material supone un cancerígeno humano conocido, hasta la liberación de sustancias organocloradas cuando se quema en incendios o incineradoras, emitiendo dioxinas que resultan de gran toxicidad ambiental y otro cancerígeno humano. De hecho, también libera grandes cantidades de dioxina a lo largo de su fabricación.

Las láminas de PVC son láminas impermeables totalmente sintéticas, por lo que no resultan nada transpirables.

Su sistema de presentación consiste en rollos de 1,4 metros de ancho por 20 metros de largo, por lo que presenta problemas debido a la necesidad de gran cantidad de juntas. En esta tipología de lámina, la técnica de fijación puede ser tanto mecánica como mediante aire caliente o adhesivos.

Tiene la ventaja de poderse dejar vista, motivo por el  cual los fabricantes proponen distintos colores de láminas, ya que por su naturaleza clorada la incidencia de la radiación solar es baja. De la misma manera, permite la colocación de cualquier tipo de pavimento superior, permitiendo la transitabilidad de la cubierta.

Finalmente, la posibilidad de reciclar el PVC es muy baja, puesto que la calidad del material se reduce mucho, así que acaba siendo necesario usar siempre más del 50% de material virgen.

Datos de análisis

 

Elongación máxima: 250%

Resistencia a tracción: 16-18 Mpa

Peso: 0,5-1,8  kg/m2

Grosor: 0,4-1,4 mm

Factor de emisión: 14,4-22,9 KgCO2eq/m2 producto

 

Como podemos concluir a raíz de los datos encontrados, destaca sobre todo su elevadísima resistencia a tracción, lo cual le ofrece una gran durabilidad, con unos valores de peso y grosor mínimos. Sin embargo, su capacidad de elongación se sitúa en un término medio y tenemos el problema del número de juntas.

Por otro lado, resulta realmente relevante su factor de emisión de CO2, que denota su carácter 100% sintético, cuadruplicando los valores de la tela asfáltica y EPDM.

Teniendo en cuenta que el PVC es el tipo de lámina más económica del mercado, no hay duda que uno de los retos de los próximos años en el sector de la construcción, al igual que en muchos otros sectores, será el de incluir tasas en relación al impacto ecológico en el precio que pagamos por los materiales.

TPO

 

El TPO o poliolefina termoplástica es uno de los compuestos más innovadores del mercado  que está creciendo en popularidad en sectores tan diversos como la automoción o la impermeabilización. En los últimos 20 años su crecimiento comercial ha sido tan significativo que ha pasado a representar más del 50% de las instalaciones de impermeabilización en cubiertas planas.

Su composición se basa en poliopropileno con copolímeros elásticos de etileno que suelen ser elastómeros de poliolefina y otros aditivos. Estos aditivos pueden incluir plastificantes, antioxidantes y otros componentes que le otorgan propiedades especiales, como alta resistencia a productos químicos, rayos ultravioleta, humedad y calor. Además, el TPO no tiende a contraerse o dilatarse fácilmente y presenta una buena resistencia a microorganismos.

El TPO tiene una calidad similar a la del PVC, pero aporta algunos beneficios complementarios. Una de las mayores ventajas es que soporta el efecto de casi todos los productos químicos, cuenta con una alta resistencia a los rayos ultravioleta y tiene una resistencia elevada frente a la humedad, el calor, al no contraerse ni dilatarse fácilmente, y los microorganismos.

Su fabricación suele hacerse mediante moldeado por inyección en el artículo deseado, aunque cada vez más se utilizan otros procesos como láminas termoformadas o perfiles por extrusión. Los solapes de las láminas se sueldan con un soldador de aire caliente para formar una junta homogénea, y en este caso la temperatura necesaria es mayor que la empleada para la instalación de láminas de PVC. Para la fijación mecánica de la membrana, el instalador puede utilizar fijaciones tradicionales con tornillos y arandelas metálicas o plásticas en la zona de solape con la lámina contigua, o utilizar fijaciones por inducción.

Dependiendo del espesor, puede alcanzar una longitud de 20 hasta 30 m de longitud y un mayor ancho respecto el PVC, hasta 3,65 m. [10]

Datos de análisis

 

Elongación máxima: 700%

Resistencia a tracción: 23 Mpa

Peso: 1,22-2,05  kg/m2

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

Factor de emisión: 6-12 KgCO2eq/m2 producto

 

Destaca sobre todo su resistencia a tracción superior al resto de materiales, que se suma a su resistencia a productos químicos, lo cual le ofrece una gran durabilidad, hasta 30 años. De hecho, un estudio europeo analizó el desempeño de cubiertas con instalación de láminas TPO con más de 12 años de servicios, y los resultados indicaron que gozaban de la misma calidad transcurrido este tiempo. [11] Además, la posibilidad de reparación soldando un parche de membrana encima de la superficie dañada asegurando la misma calidad.

Su capacidad de elongación también es superior a la media y el factor de emisión más moderado que el del PVC, teniendo en cuenta que se trata nuevamente de un material de origen totalmente sintético. Los impactos asociados con la extracción de materias primas, el transporte y la fabricación contribuyen notablemente a la magnitud de las emisiones asociadas con la lámina. Sin embargo, si al final de su vida útil el producto es incinerado al ser desechado, el factor de emisión que eso supone excederá las etapas del proceso de producción del producto.

Tal vez la diferencia entre PVC y TPO fue la implementación del segundo tipo a partir de los años 2000, ya con una mayor consciencia medioambiental a la hora de su formulación y fabricación. [12]

Láminas líquidas

 

El último tipo de láminas impermeabilizantes de cubierta que analizaremos son las llamadas ‘membranas’ o láminas líquidas impermeables proyectadas in situ: productos bituminosos, acrílicos, polímeros, resinas sintéticas o poliuretanos.

La característica principal de la técnica de aplicación mediante proyectado in situ es su capacidad de adaptación a geometrías complejas, formando una piel continua sin uniones que evita los problemas de juntas. Dentro de este grupo, existen muchas opciones que corresponden a materias muy distintas, incluidos materiales tan nuevos en el mercado como son los impermeabilizantes nanotecnológicos. A continuación, vamos a enumerar los distintos tipos, haciendo un breve resumen de su proceso de fabricación y qué implicaciones ecológicas conlleva.

 

Según la composición y los aditivos de la lámina distinguimos entre diversos subtipos:

  • Impermeabilizantes con nano partículas
  • Membrana de poliuretano
  • Resinas
  • Acrílicos

 

  • Impermeabilizantes con nanopartículas:

Se trata de una membrana formulada a escala atómica que consigue la estanqueidad total de la superficie manteniendo su transpirabilidad hasta 10 años mediante un proceso que se llama fotocatalización. Sin embargo, el uso de nanopartículas, normalmente de óxido de titanio (TiO2), puede derivar en una serie de patologías pulmonares procedentes de la inhalación, que debido a su tamaño ínfimamente pequeño se difunden a través del sistema circulatorio hasta alcanzar diversos órganos, induciendo enfermedades. [13]

Se puede aplicar a brocha, rodillo o con pistola y tiene la capacidad de impermeabilizar permitiendo que el material de base transpire, además de añadir el efecto biocida que evita la aparición de organismos vivos en la cubierta. Su naturaleza como material pesado hace que su coste ecológico sea elevado, puesto que la extracción de los materiales, su proceso de transformación mediante altos hornos y su complejo proceso técnico en su transformación en nanopartículas resultan muy costosos energéticamente.

 

  • Membrana de poliuretano:

El poliuretano es un material plástico derivado del petróleo. Se trata de un polímero, es decir pequeñas moléculas conectadas entre sí que se emplean en distintos formatos para diferentes usos. Sobre todo en forma de esponja, en la fabricación de aislamientos o directamente como elastómero en el caso de las láminas líquidas.

Se forma básicamente por la reacción química gaseosa de dos compuestos, un poliol y un isocianato, aunque su formulación necesita y admite múltiples variantes y aditivos. Dicha reacción libera CO2, que va formando las burbujas al tratarse de una reacción con expansión del volumen de líquido. Así pues, conlleva un elevado factor de emisión debido a su relación directa con el petróleo y su necesidad de transformación mediante procesos de elevada huella de carbono.

Su mayor ventaja se encuentra en su posibilidad de ser aplicada en frío y tener una vida útil de hasta 50 años si se la protege correctamente de la intemperie. Sin embargo, su transpirabilidad resulta muy baja y normalmente implica una capa previa de imprimación de asfalto plástico, pinturas asfálticas o emulsiones asfálticas.

 

  • Resinas:

En el caso de las resinas, dependiendo de la tipología tendrán una durabilidad u otra.

Existen 3 tipos de resinas:

 

– Resinas poliméricas: también llamadas Poliureas, un tipo de elastómero que deriva del producto de la reacción de un componente isocianado y un componente de mezcla de resina sintética mediante una reacción de polimerización por condensación muy parecida a la del poliuretano.

Se aplica en caliente y es un producto libre de solventes, que reacciona químicamente inmerso en agua incluso a bajas temperaturas. Posee una formulación especial de gran resistencia mecánica y química, con altas resistencia a la salinidad marina. Estas características le proporcionan un gran poder de adherencia a diferentes elementos y una duración de 25 años.

 

 – Resinas acrílicas: son polímeros a base de polimetracrilato de metilo (PMMA), un plástico de tipo termoplástico amorfo. Se caracteriza por una buena resistencia a la intemperie y a la abrasión, además de su adhesión al hierro y el acero. Se aplica en frío, tiene un tiempo de secado de 30 minutos y llega a su máxima dureza a las 24 horas, consiguiendo una duración de 10 años.

 

– Resinas epoxi: también conocida como porcelanato, se trata de un polímero orgánico termoestable que se endurece cuando se mezcla con un agente catalizador. Las resinas epoxi más frecuentes son producto de la reacción de la epiclorohidrina, derivado del cloro, y el bisfenol-A, que altera el sistema endocrino por ser estrogénico. Se caracteriza por su dureza y brillo y se aplica en frío, consiguiendo una duración de 3 años.

Así, tanto las resinas poliméricas como las acrílicas y epoxi no tienen su origen en la resina natural extraída de los árboles, sino que provienen mayoritariamente de derivados del petróleo. Es por eso que nuevamente hablamos de un potencial de calentamiento global elevado, al que se le suma la necesidad de transporte del crudo del extranjero.

 

  • Acrílicos:

La pintura acrílica es una clase de pintura hecha a base de material plastificado, una emulsión de un polímero acrílico (PMMA) que se fabrica por un proceso conocido como polimerización en masa o lámina vaciada. Este consiste en coger el pre-polímero en forma líquida y ‘vaciarlo’ entre las placas que forman el molde.

Además, se trata de pinturas con propiedades termoreflectantes por su color blanco que reducen la insolación de la cubierta, minimizando así el efecto de la dilatación y retracción del material. Una característica interesante en su aplicación en cubiertas metálicas, sobre todo las láminas galvanizadas a las que se adhiere especialmente bien.

La membrana acrílica se aplica en frío y tiene la capacidad de secarse muy rápido. Pese a ser soluble en agua, una vez se seca se vuelve resistente a ella contando con una elevada elasticidad, que le otorga una duración de hasta 10 años.

A todos estos productos, se le añade la dificultad de reciclaje por la naturaleza líquida de su aplicación, que dificulta enormemente su separación de la capa de acabado de la cubierta para su reutilización. Sin embargo, todos ellos permiten quedar vistos o colocar recubrimientos posteriores.

Datos de análisis

 

Para la selección de láminas de cubierta en función de su rendimiento e impacto ecológico, utilizaremos los datos de la membrana de poliuretano, uno de los productos más comercializados dentro de la categoría:

 

Elongación máxima: 600%

Resistencia a tracción: 5,8 Mpa

Peso: 1  kg/m2

Grosor: 1,2 mm

Factor de emisión: 8,2 KgCO2eq/m2 producto

 

El estado líquido le ofrece una capacidad de elongación superior a todos los tipos anteriores, mientras que a nivel de resistencia a tracción no se ve mermada.

Sumado a los pros de la facilidad de ejecución y simplicidad constructiva, habrá que valorar el factor de emisión en cada caso en función del material. Ponemos de ejemplo las emisiones en el caso de la membrana de poliuretano, que supone un valor alto, entendiendo que en el resto de tipos también se trata de factores elevados al tratarse de materiales sintéticos. [14]

Tela asfáltica: 3,3-6,19 KgCO2eq/m2 producto

EPDM: 3,442-6,19 KgCO2eq/m2 producto

PVC: 14,4-22,9 KgCO2eq/m2 producto

TPO: 6-12 KgCO2eq/m2 producto

Láminas líquidas: 8,2 KgCO2eq/m2 producto

BIBLIOGRAFÍA

  1. Factores de Emision. Registro de Huella de Carbono, Compensación y Proyectos de Absorción de Dióxido de Carbono Ministerio para la Transición Ecológica y el Reto Demográfico, 2020
  2. ISO 14040 Gestión ambiental, Análisis del ciclo de vida, Principios y marco de referencia Organización Internacional de Normalización, 2006
  3. ISO 14044 Gestión ambiental, Análisis del ciclo de vida, Requisitos y directrices Organización Internacional de Normalización, 2006
  4. ISO 14025 Etiquetas y declaraciones ambientales, Declaraciones ambientales tipo III, Principios y procedimientos Organización Internacional de Normalización, 2006