Introducción
La verdadera fuerza de un edificio reside en sus cimientos. Unos buenos cimientos son esenciales durante la construcción porque soportan la estructura que tienen encima y la mantienen en pie. Son los cimientos de todo.
Juegos de palabras horribles aparte, unos cimientos mal construidos significan un edificio mal construido. Por eso nunca se insistirá lo suficiente en la importancia de un buen encofrado o capa base de hormigón para garantizar unos cimientos sólidos.
Esto es esencial porque los cimientos de su edificio están expuestos a muchos riesgos, como el levantamiento, el hundimiento o incluso los daños causados por las heladas y la humedad. Una vez aclarados los conceptos básicos, entremos en materia.
** Este artículo sólo tiene fines informativos.
La espuma de construcción
Hay tantos tipos de espuma que se necesitaría toda una serie de artículos para explicarlos todos. Así que vayamos al meollo de la cuestión y hablemos de las espumas utilizadas explícitamente en cimentaciones. Podemos hablar de muchos tipos de espuma:
Polietileno
Poliestireno
Polipropileno
Poliuretano
Son muchos "polys...". Este artículo va a arrojar algo de luz sobre el tipo de espuma que destaca claramente sobre el resto en términos de calidad: ¡la espuma de polietileno o espuma PE!
Una de las principales razones por las que la espuma de PE se considera una excelente opción de espuma para los cimientos de los edificios es su excepcional estabilidad dimensional y sus características de recuperación, que ofrecen una protección óptima contra los impactos. Básicamente, puede recibir un golpe, un aplastamiento o un choque y volver fuerte, por así decirlo.
La espuma de PE se utiliza en todo el sector de la construcción para rellenar juntas, entre o bajo losas de hormigón, y como aislamiento estructural. Sus propiedades de célula cerrada, de las que hablaremos enseguida, la hacen tan favorable.
Sin embargo, si se utiliza bajo tierra, la espuma de PE también ofrece resistencia al moho y a los productos químicos, transferencia de calor y capacidad para repeler alimañas o insectos.
¿Cuáles son las principales características de la espuma de polietileno?
Uno de los factores más importantes que hemos mencionado brevemente es que la espuma de polietileno es una espuma de "célula cerrada". Esto significa que su estructura está formada por millones de diminutas burbujas aisladas unas de otras. Estos millones de compartimentos aislados se han fusionado para resistir al agua, al tiempo que ofrecen una gran resistencia y rigidez que no se encuentran en las espumas de célula abierta.
Además de la resistencia al agua, la espuma de PE también es resistente a los disolventes, los productos derivados del petróleo y, como ya se ha mencionado, al crecimiento de moho y bacterias.
La espuma de PE se forja a partir de compuestos poliméricos que se calientan y se prensan para darles forma, lo que significa que se pueden añadir aditivos a la fórmula durante la creación de la espuma para conferirle determinadas características, como el aumento de los valores R. Esto significa que una lámina de espuma de PE fabricada con aditivos aislantes tendrá un valor R constante en toda su forma.
Al igual que otras espumas, la espuma de PE está disponible en diferentes densidades para distintas aplicaciones. Cuanto mayor sea la densidad del polietileno, más pequeñas y potencialmente más gruesas serán las paredes celulares, creando un material más robusto.
¿Cómo puede ayudar la espuma de polietileno a mis cimientos de hormigón?
La espuma de polietileno tiene una excelente resistencia y rigidez, lo que la hace resistente a la fluencia. No, no estamos hablando de criaturas que se arrastran; en la construcción, el término "fluencia" se refiere al aumento de la deformación de un elemento estructural sometido a una carga constante.
Esencialmente, si ha vertido unos cimientos de hormigón, la "carga" del hormigón recaerá sobre la base durante todo el tiempo que dure el edificio, por lo que necesita un material lo suficientemente resistente para soportar esta carga y repeler los efectos prolongados de la fluencia por compresión.
La espuma de PE se comprime y se recupera contra la carga de los cimientos al tiempo que resiste las vibraciones y absorbe los impactos.
El encofrado de huecos ideal para contrapisos de hormigón
Los directores e ingenieros de construcción deben ser eficientes y seleccionar sólo los mejores materiales para sus proyectos. Construir una estructura sobre unos cimientos débiles sólo trae problemas.
Como sabemos, la espuma de PE está a la altura por su resistencia a fenómenos como la fluencia por compresión. Muchos ingenieros y propietarios de edificios eligen la espuma para contrapisos como material de relleno ligero por su resistencia estructural,
Sin embargo, también es una de las mejores opciones por su ligereza. La espuma de PE es muy fácil de manejar y también ayuda a reducir costes al limitar la mano de obra y los recursos necesarios para la instalación. Al mismo tiempo, la estructura celular cerrada de la espuma de PE crea resistencia a la humedad al proporcionar un aislamiento continuo.
Qué más hay sobre la impermeabilización con espuma de polietileno
La impermeabilización de los cimientos puede ser una parte fundamental del proceso, ya que ayuda a evitar la formación de moho y otras acumulaciones bajo la losa de cimentación.
Esto puede causar muchos problemas, por lo que es importante contar con un material de relleno duradero que pueda soportar la prueba del tiempo y resistir la acumulación de moho y otros contaminantes nocivos.
La espuma de PE resiste el moho y los hongos porque no absorbe el agua, lo que puede provocar el deterioro del contrapiso y exponer los cimientos a los factores climáticos y al hinchamiento del suelo.
¿Por qué es buena para aislar la espuma de polietileno para la construcción?
La espuma de PE es excelente para aislar objetos. Una de las razones es que es muy flexible. La espuma de PE es capaz de doblarse sin comprometer al mismo tiempo el valor de aislamiento, siguiendo los contornos de los cimientos o incluso de las tuberías subterráneas.
Las planchas de espuma de PE también pueden doblarse y pegarse con un adhesivo y cortarse para ajustarse al tamaño exacto de la forma necesaria para duplicar las propiedades aislantes. Volviendo a los comentarios anteriores, puede utilizar espuma de PE para aislar una zona expuesta a disolventes y otros productos derivados del petróleo que pueden provocar el deterioro o la desintegración de la barrera aislante.
Importancia de la compresión de la espuma
Ahora que conocemos la espuma de construcción y algunas de sus capacidades, es importante centrarnos en una de las características más valiosas de las formas huecas: su capacidad para comprimirse y soportar la carga de los cimientos sobre ella.
La capa de espuma aislante "soporta" los cimientos y, por tanto, debe ser capaz de aguantar un cierto nivel de carga. Sabemos que la espuma de polietileno sobresale en este ámbito, y parte de la razón por la que sigue siendo una de las principales opciones para los contratistas es que algunas zonas tienen ciertos códigos o especificaciones de ingeniería que los contrapisos de construcción deben cumplir para poder ser utilizados. Asegúrese siempre de que su contrapiso de construcción está clasificado para el trabajo que se va a realizar.
La resistencia y la capacidad de compresión de la espuma dependen de su densidad. Sin embargo, los contrapisos de espuma de calidad estructural resisten las tensiones de las cargas estructurales. Cuanto mayor es la densidad de la espuma, mayor es la capacidad de carga que puede soportar. Normalmente, la espuma de PE tiene un índice de resistencia impresionante (alrededor de 10 - 60 psi, dependiendo de la densidad).
Acoplar la resistencia a la compresión con la elasticidad de la espuma es también un punto clave cuando se trata de espuma de construcción. La elasticidad es la capacidad de la espuma para recuperar su resistencia cuando se aplica la carga.
Una buena manera de pensar en ello es que el índice de compresión de una espuma es lo bien que la espuma recibe la carga, mientras que la elasticidad es lo mucho que la espuma es capaz de "empujar hacia atrás" contra la carga de la cimentación y mantener su forma. Las espumas de alta calidad pueden tener un porcentaje de resiliencia o recuperación del 90% de la dimensión original después de aplicar la carga.
¿Están reconocidas en la industria la alta resistencia a la compresión y la resiliencia?
Muchas organizaciones que realizan pruebas y establecen normas de prácticas de construcción valoran los índices de resistencia a la compresión y resiliencia. Algunas de estas organizaciones que han establecido normas al respecto son:
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM)
Underwriters Laboratories de Canadá (CAN-ULC)
Centro Canadiense de Materiales de Construcción (CCMC)
Debido a las densidades más altas de la espuma de polietileno de célula cerrada, no sólo pasa los requisitos de grado estructural, sino que también cumple con los requisitos de aislamiento para las zonas geográficas que soportan ciclos climáticos de barrido y el ajuste de las condiciones del suelo.
Así pues, las espumas de mayor compresión y resistencia no sólo protegen la estructura de la losa/fundación, sino que también pueden proteger frente a diferentes fenómenos del suelo y tensiones de carga debidas a fluctuaciones de temperatura por encima y por debajo de la losa.
Esto nos lleva al mayor factor ambiental que actúa sobre los cimientos: la expansión del suelo. Examinémoslo.
Combatir la fluencia por compresión y la expansión del suelo
Hinchamiento del suelo: ¿Nos encogemos o nos hinchamos?
La contracción o el hinchamiento son cambios de volumen que se producen cuando varía el contenido de humedad en suelos arcillosos. Las presiones de hinchamiento pueden provocar lo que se denomina "levantamiento", es decir, la elevación de estructuras. El hundimiento o "contracción" es el asentamiento de una estructura.
Este fenómeno es el más dañino en la mayoría de los climas septentrionales, especialmente en aquellos con ciclos de hielo-deshielo variables. En Estados Unidos, los daños estimados en edificios e infraestructuras superan los 15.000 millones de dólares anuales. La Sociedad Americana de Ingenieros Civiles estima que una de cada cuatro estructuras o edificios sufre algún daño causado por problemas de contracción del suelo.
Los suelos de grano fino y ricos en arcilla pueden absorber grandes cantidades de agua tras las precipitaciones, volviéndose pegajosos y pesados. Al mismo tiempo, los suelos con abundancia de arcilla pueden endurecerse mucho cuando se secan, lo que provoca la contracción y el agrietamiento del suelo. Este proceso de endurecimiento y reblandecimiento es lo que conocemos como comportamiento de "contracción-hundimiento".
Los edificios de muchas partes del hemisferio norte se ven afectados por hundimientos relacionados con la contracción. En algunas zonas, el hundimiento se debe al movimiento del terreno debido a los cambios de las condiciones meteorológicas. Algunos ejemplos de ello serían un lugar como Alberta con veranos secos o, por el contrario, un lugar como la costa oeste de la Columbia Británica con inviernos húmedos.
El grado en que el suelo puede encogerse o hincharse también puede venir determinado por:
El contenido de agua cerca de la superficie
El tipo de arcilla del suelo
La probabilidad de que la arcilla se encoja o cambie de volumen.
La contracción o el hinchamiento también pueden estar vinculados a un hecho natural/estacional y pueden verse potenciados por factores como:
Movimiento estacional normal del suelo con los cambios en las precipitaciones y el crecimiento de la vegetación.
Movimiento estacional aumentado con la plantación, poda severa o eliminación de árboles o setos.
Cambios en el drenaje de la superficie y en el paisajismo, incluyendo hormigón o asfalto
Movimientos no estacionales a corto plazo como consecuencia de fugas en tuberías de suministro de agua o desagües
Contracción a largo plazo por déficit de agua (sequías, lluvias escasas).
Hundimiento a largo plazo al aumentar el volumen de agua (lluvias torrenciales, monzones, etc.)
Levantamiento
Además de ser una palabra divertida para gritar cuando se mueve algo pesado, el levantamiento se produce cuando la tierra que hay debajo de los cimientos empuja el suelo hacia arriba. Este fenómeno puede causar daños, por lo que es vital tener una buena capa de cimentación para combatirlo.
¿Qué causa exactamente el levantamiento?
El abombamiento suele producirse cuando el suelo rico en arcilla del que hemos hablado aumenta sus niveles de humedad. Si es verano y nota muchos días de lluvia, no sólo es malo para sus posibilidades de disfrutar del aire libre, sino que también puede significar que el riesgo de abombamiento aumenta alrededor de los cimientos de su edificio.
La arcilla en sí se llama "suelo expansivo". Cuando empapas la arcilla con agua, se expande, como si aplicaras agua a uno de esos pequeños ladrillos esponjosos, que luego se expanden y crecen.
¿Sólo le afectan los factores naturales?
No, no cometas este error. Factores naturales como la muerte de un árbol cercano o las altas precipitaciones pueden provocar la expansión del suelo. Las raíces de los árboles absorben mucha agua, así que cuando el árbol del ejemplo anterior muera, el agua permanecerá en el suelo. El exceso de agua empapará el suelo y aumentará el volumen de la capa freática, lo que provocará un mayor potencial de levantamiento.
Sin embargo, las obras de construcción o los problemas con los edificios también pueden provocar un hundimiento. La excavación de la capa superior del suelo puede provocar un "alivio de la tensión", lo que significa que los niveles inferiores del suelo se expandirán debido a la eliminación de la presión del suelo superior, lo que provoca el hundimiento.
Incluso la rotura de un desagüe cercano puede provocar un exceso de humedad en el suelo y aumentar el riesgo de hundimiento. Por este motivo, un vacío de espuma de polietileno puede ser crucial en la lucha contra el hundimiento. Cuando la saturación de agua y la expansión presionan hacia arriba, el contrapiso de espuma ayuda absorbiendo la expansión durante la congelación o el hinchamiento del suelo para ayudar a prevenir el agrietamiento y minimizar el desplazamiento.
Subsidencia (o encogimiento)
Subsidencia suena como una palabra grave, y aunque puede ser un problema serio, también podemos referirnos a ella como "encogimiento del suelo" para facilitar la comprensión. Esencialmente, se trata de un descenso o hundimiento del suelo.
A diferencia del oleaje, que empuja hacia arriba y eleva las estructuras, el hundimiento es el asentamiento del suelo y el descenso de las estructuras. Puede desencadenarse por una perturbación artificial, un cambio en los patrones de drenaje o incluso la reducción de agua en el suelo.
La contracción del suelo puede causar problemas de ingeniería, como daños en cimientos, edificios o infraestructuras, al igual que el hundimiento. En ocasiones, los fenómenos de subsidencia pueden estar relacionados con la pérdida de agua (también conocida como extracción) a través de rocas solubles o incluso con el hundimiento del suelo en zonas provocado por actividades como la minería o las excavaciones masivas.
En general, el tiempo seco y las altas temperaturas pueden desencadenar la contracción de suelos ricos en arcilla. Los contrapisos de espuma de PE ayudan a mantener lleno ese espacio vacío a pesar de la contracción de los suelos, pueden evitar presiones negativas o positivas en las tuberías y pueden ayudar a prevenir desplazamientos.
¿Qué papel desempeñará el cambio climático en la reducción del suelo en el futuro?
Cada verano puede ser completamente diferente del anterior. Por ejemplo, el verano de 2018 en Norteamérica fue uno de los más calurosos registrados, mientras que junio de 2019 fue uno de los más húmedos.
Sin embargo, debemos tomarnos el tiempo para analizar todo lo que sabemos sobre los cambios climáticos y su impacto en los cimientos de hormigón en términos de condiciones del suelo. Si las predicciones futuras de veranos más cálidos y secos continúan y los aumentos en la temperatura anual y los niveles de precipitación son correctos, podemos esperar que muchas propiedades experimenten un aumento en el hundimiento o el levantamiento debido al cambio climático.
Este hecho por sí solo demuestra que es esencial contar con el subsuelo adecuado, ya que se prevé que el futuro de la construcción se enfrente a estos retos. Un producto de polietileno de célula cerrada lo consigue, ya que resiste los efectos del hinchamiento del suelo y ayuda a evitar daños en los cimientos de su estructura.
Hielo en climas más fríos
Las heladas se producen en lugares con climas más fríos, como Canadá o el norte de Estados Unidos. Cuando en invierno hace un frío que hiela los huesos, la capa superior del suelo se congela. Como resultado, el agua que hay debajo de la capa superior no puede salir y se congela.
Se crea una situación de causa y efecto porque la capa superior del suelo congelada impide que salga el agua que hay debajo y, por lo tanto, el agua atrapada se congela, lo que puede hacer que el suelo se hinche. Este fenómeno se denomina primer levantamiento, y es donde realmente pueden empezar los problemas.
Cuando el hielo se congela bajo la línea del suelo en climas fríos, puede acumularse en gruesas capas. El agua atrapada bajo la zona helada intentará difundirse hacia arriba, pero correrá hacia el suelo helado (lo que a veces se denomina "lente de hielo"). El resultado es una especie de bola de nieve. Como un personaje de dibujos animados que rueda colina abajo en una bola de nieve que se hace cada vez más grande, el agua que se difunde por debajo sube y se congela para aumentar el tamaño y la presión del suelo helado.
Todo este fenómeno subterráneo ocurre sin que te des cuenta. Se dará cuenta cuando sea demasiado tarde y el suelo se hinche contra la entrada de su casa o los cimientos de su sótano. Con el tiempo, esta expansión y el proceso de congelación y descongelación pueden crear vacíos entre la capa de tierra y sus cimientos centímetro a centímetro hasta que las grietas y el desplazamiento no se pueden ignorar.
¿Es aquí donde entra en juego un molde para huecos de polietileno?
A estas alturas ya debería esperarlo.
Ya sea por exceso de agua en otoño o invierno, por falta de agua durante un verano seco o por un ciclo constante de congelación y descongelación, el hinchamiento, la contracción o el levantamiento por heladas del suelo crean huecos y vacíos que, con el tiempo, provocan costosos daños y grietas.
Un contrapiso de espuma de PE anticipa este movimiento del suelo, actúa como amortiguador o colchón contra los efectos de las heladas y ajusta los suelos. Su naturaleza altamente duradera significa que está diseñada para no biodegradarse con el tiempo ni colapsarse bajo el peso de los cimientos.
Resumen
La espuma de polietileno para la construcción es la razón por la que los cimientos modernos se construyen de forma más eficiente. Soportan las presiones del hinchamiento, el abombamiento o la contracción del suelo, al tiempo que absorben la compresión de la carga de los cimientos.
La mayor integridad estructural y flexibilidad de la espuma de alta densidad permiten un ajuste y una adherencia eficaces a lo largo de superficies contorneadas y resisten el moho, los hongos, las alimañas y los hidrocarburos.
Sentar las bases de un proyecto es sumamente importante a medida que se construye sobre ellas. El resto de la estructura sobre una base sólida tiene éxito, y los contrapisos de espuma para la construcción ayudan a dar la seguridad de que así será.