Resumen

Qué pasa cuando nos damos cuenta que en un contenedor o azotea se tienen filtraciones y nuestro contenedor se encuentra lleno de agua o nuestra azotea está soportando ya las inclemencias de la lluvia, ¿esperamos a que se vacié el recipiente o termine de llover para poder aplicar un impermeabilizante o sellador?  En esta parte es  cuando surge nuestra idea de crear  nuestro sellador, que de buenos resultados al aplicarlo bajo el agua.  Creemos que logrando la acumulación de partículas insolubles en agua, que tengan características adherentes y con una densidad que permita que vayan al fondo del recipiente, podríamos crear un sellador que forme aglomerados y   se acumule en la grieta y la selle.

Hoy en día en el mercado encontramos gran variedad de productos para el sellado de fisuras o filtraciones de agua  como impermeabilizantes a base de  elastómeros,  silicones, poliuretanos, etc.  Que efectivamente funcionan de manera correcta para evitar que el agua ingrese o se fugue según sea el caso, la aplicación de estos debe ser generalmente en superficies secas y el tiempo para que podamos ver resultados no es inmediato, por ello ahora trabajamos en un sellador instantáneo que puede usarse en medio húmedo en recipientes azoteas y otras superficies, elaborado a base de gomas naturales y algunos productos químicos.

Pregunta de Investigación

Planteamiento del Problema

En México no existe cultura alguna por la mejora continua en procesos constructivos, siempre se busca abaratar precios sacrificando la calidad de los materiales empleados y la mano de obra requerida.  Las personas están acostumbradas a ver las cosas como un gasto y no como una inversión, obviamente esto hace que siempre se esté en busca de precios más bajos sin tomar en cuenta la calidad y periodo de vida útil de un trabajo requerido.

En impermeabilización se utilizando materiales alternativos, de baja calidad y técnicas, que en muchos casos, distan de lo señalado y están fuera de las normas de construcción vigentes. La lógica consecuencia, de esta variante en el método de construcción, es que, a menor costo, menor calidad, y por lo tanto,  menor durabilidad.

Todo esto trae aparejado que se incrementen las deficiencias en la construcción, y así aparezcan cada vez más frecuentemente,  entre otras, las patologías estructurales, en muchos casos  originadas  por las tan comunes y habituales goteras y filtraciones de agua de lluvia por entre las cubiertas, o techos.

Está comprobado que el agua de lluvia, en su forma de goteras y filtraciones perjudica doblemente, no solo porque es uno de los elementos que más daño causa en las cubiertas de las viviendas y en sus materiales de construcción, sino que, también genera molestia y fastidio a los  habitantes de la misma.

Estas goteras o filtraciones que aparecen repentinamente, son un problema de difícil solución, que preocupa pues, cada vez con mayor frecuencia, se hacen presentes en un porcentaje muy alto en la construcción actual de  viviendas.

De acuerdo a ciertas estadísticas está comprobado que, más de un 60% de las viviendas (principalmente  las de cubiertas planas) tienen problemas serios de humedad, goteras o filtraciones. Seguramente, como ya mencionamos,  por el sistema de construcción utilizado sin asegurarse de que, el mismo,  cumpla con las normas, pautas y reglas  indicadas y establecidas.

Otra de las causas más frecuentes  por las que aparecen las goteras o filtraciones suelen la obstrucción o saturación que se produce en los conductos de desagüe (caños).

Por un lado la suciedad acumulada que obstruye el libre paso del flujo de agua, y por otro, que en los cálculos previos  no se haya  tomado en cuenta las lluvias torrenciales (cada vez más frecuentes por problemas del clima que está cambiando) y entonces se coloquen tuberías de desagüe de un determinado diámetro (mas pequeño de lo necesario)   sin prever que estas grandes tormentas  vierten un caudal de agua mucho mayor de lo esperado.

Al producirse lluvias torrenciales la cubierta (el techo) y sobre todo si es plano, se cubre totalmente de agua y como los caños para desagotar no alcanzan  a evacuar la cantidad de agua que cae, se forma la llamada “pileta” sobre la cubierta. En estos casos, no solo serán goteras y filtraciones, sino que, el agua acumulada tratará de encontrar alguna opción  para poder salir,  y así ingresa por rajaduras, roturas, uniones de techo, fisuras,  cargas deficientes etc.

No hace falta que el agua penetre en cantidad, muchas veces comienza solo gota a gota y de ese modo va empapando la estructura de la cubierta, así comienza ingresando por pequeñas e imperceptibles fisuras,  se va extendiendo por capilaridad y finalmente la humedad se hace presente desde diminutas manchas a grandes manchones que terminan afectando la pintura y hasta el revoque mismo del cielorraso, incluso con roturas y desprendimiento de los mismos cuando ya las goteras y filtraciones son una constante.

Aunque en un principio tanto la humedad, como las goteras o filtraciones se muestran como problemas simples o menores, en realidad no lo son, ya que si no son tratados y solucionados  a tiempo pueden ocasionar  daños significativos, no solo en los revoques, sino  en las estructuras, cielorrasos, cimientos, carpinterías, y demás componentes de una vivienda, sin contar con el peligro mayor se presenta cuando estas goteras filtraciones llegan a lugares como instalaciones eléctricas o artefactos. El agua y la electricidad no son precisamente buenos compañeros cuando se juntan.

Por trabajos mal realizados o productos de mala calidad nos encontramos frecuentemente con casos que ya en épocas de lluvia detectamos filtraciones en azoteas y por las recomendaciones de aplicación de la mayoría de impermeabilizantes es imposible eliminar estas filtraciones y se debe  esperar a que pase el tiempo de lluvias para realizar las reparaciones necesarias con las azoteas secas, la propuesta en  este trabajo es de un sellador que pueda utilizarse en azoteas inundadas o para corregir filtraciones por medio de un producto liquido que resolverá el problema de inmediato, bajo el agua, a un costo bajo y con excelentes resultados

Antecedentes

Antiguamente la forma de impermeabilizar los techos de las construcciones no contemplaba ningún tipo de material industrializado y se tenía que utilizar material natural tomado del lugar con la llegada de la industria petrolera en los años 20´ s y el descubrimiento de nuevos materiales petrolizados como el petróleo refinado, la gasolina refinada, el diesel refinado y los aceites de diferentes densidades, se utiliza una mezcla de petróleo crudo y amoniaco mejor conocido como chapopote, el cual empezó a ser utilizado como capa protectora sobre los nuevos techos de hormigón armado debido a lo liso de la superficie y la posibilidad de generar una capa de hule que al enfriarse se convierte en un hule flexible.

Durante mucho tiempo el chapopote fue utilizado de forma directa tanto en azoteas como en cimentaciones hasta que aparece en el mercado la lámina de cartón asfáltico, es decir una lámina de cartón muy grueso bañada con chapopote que hacia la función de una membrana protectora e impermeable antes del enladrillado tradicional

.   Por los años sesenta y gracias a la investigación que realizó  la nasa en la carrera espacial que intentaba llevar al hombre a la luna, se descubren un sinnúmero de materiales nuevos que van a forzar la transformación de la industria del plástico, logrando con ello el descubrimiento de la fibra de vidrio, material reciclado que permite aplicaciones en diferentes campos y especialmente en el área de los impermeabilizantes

Tipos de impermeabilizante

Impermeabilizantes tradicionales.

El enladrillado en azoteas como impermeabilizante tradicional, consiste en colocar ladrillo de barro en medidas de 6 x 12 x 2.5 cms dispuesto en la forma clásica del llamado “petatillo” sobre la losa o entortado de la misma.

Otro impermeabilizante tradicional es el uso de jabón y alumbre, se utilizan en superficies en relativamente buen estado, que no requieran resanes y que no hayan sido impermeabilizadas previamente con otros productos, por lo cual la preparación consiste solamente en la limpieza de la superficie. El imprimador del jabón es una solución de jabón. El jabón que se usa para impermeabilizar es el tradicional de cebo y lejía, de color ocre, amarillo pardusco.

Impermeabilizante asfálticos.

El asfalto, betún o chapopote se encuentra en estado natural en las zonas cercanas a los yacimientos petrolíferos, pero la mayor parte del que se usa en la actualidad, se obtiene de la destilación del petróleo crudo

Impermeabilizantes de emulsión asfáltica.

El asfalto es un material aglomerante, resistente, muy adhesivo, altamente impermeable y duradero. Es, además, bastante resistente a la mayor parte de los ácidos, los álcalis y las sales. El impermeabilizante de emulsión asfáltica, se produce al agitar el asfalto caliente en agua

Impermeabilizantes elastoméricos y acrílicos.

Los impermeabilizantes acrílicos son materiales elaborados a partir de polímeros sintéticos, que poseen cualidades de elasticidad , plasticidad y adherencia notables, comparativamente, sin embargo, son más costosos por cada milímetro de capa aplicada que los demás sistemas de impermeabilización, son llamados también impermeabilizantes poliméricos o elastoméricos, y básicamente están diseñados para usarlos en impermeabilizaciones sencillas

Ahora  conoceremos  un poco sobre los materiales con los que trabajaremos

Resina de pino

La resina y sus derivados se utilizan ampliamente en pinturas, barnices, mezclas impermeabilizantes, tintas para impresión, y para la generación de materiales poliméricos y películas con propiedades reológicas y químicas específicas han sido utilizados como base en la obtención de gomas de mascar, pastas dentales y cosméticos. Los derivados de la resina y colofonia y sus sales han sido extensivamente evaluados por sus propiedades y aplicaciones

Derivados del ácido abiético, principal componente de la resina y la colofonia, han sido utilizados en sistemas de liberación sostenida de fármacos demostrándose su gran utilidad.

Las colofonias y los ácidos resínicos se obtienen por los procedimientos siguientes:

Separación de los componentes terpénicos volátiles (esencia de trementina y disolventes terpénicos) durante la destilación de las materias oleorresinosas previamente recogidas como exudados de pinos u otras coníferas (resina de pino, galipot, barras, etc.).

Destilación fraccionada del tall-oil, subproducto de las industrias de la pasta de papel y del papel.

Las colofonias y los ácidos resínicos se utilizan en la fabricación de ciertos jabones, encolado del papel, preparación de barnices, ceras o betunes para el calzado, encáusticos, mástiques, tintas, lacres, aglutinantes para núcleos de fundición, pez de cerveceros, etc., o como materia prima en la obtención de los derivados o de los aceites de resina

Sales de colofonias, de ácidos resinicos o de derivados de colofonias o de ácidos resinicos

Este grupo abarca las sales de colofonias, de ácidos resínicos o de derivados de colofonias o de ácidos resínicos,

Los resinatos de sodio o de potasio suelen prepararse hirviendo una disolución de sosa o potasa cáusticas a la que se han añadido colofonias o ácidos resínicos en polvo. Los demás resinatos inorgánicos se obtienen, generalmente, por precipitación de una disolución de resinatos de sodio o de potasio mediante una disolución de sal metálica (resinatos precipitados) o por fusión de una mezcla de colofonias o ácidos resínicos y un óxido metálico (resinatos fundidos). Entre estos productos, se pueden citar los resinatos de aluminio, calcio, cobalto, cobre, manganeso, plomo y zinc.

Los resinatos se utilizan para incrementar las propiedades secantes de los aceites empleados en la fabricación de barnices o pinturas y en la preparación de productos fungicidas, de desinfectantes, etc.

Resinatos

Los resinatos son las sales del colofonio.. Un resinato se suele producir completamente con materias primas minerales y renovables por eso es interesante para la producción de productos ecológicos.
Los resinatos tienen numerosas aplicaciones como aglutinantes, en pinturas y como tackificante para adhesivos, como resina sólida en lacas y aceites reducidos por cocción así como en pinturas de grabado y pintura de marcado vial. Además de por su ecología y su sostenibilidad un resinato se caracteriza por su dureza, su buena humectación y secado. Las propiedades del color, reducción del aceite cociendo, del adhesivo o de la laca pueden ser mejoradas con la resina.

Resinato sódico

el resinato sódico es químicamente, la sal obtenida por reacción del ácido resínico de las resinas naturales, principalmente de la colofonia, con el hidróxido sódico. En el comercio se expende con diferentes concentraciones, aunque la normalmente empleada suele ser del 30%, es decir, que por cada 100 Kg de resinato sódico en estado de disolución para su venta solo hay 30 Kg de producto activo, o sea puro.
Es un producto viscoso, más o menos concentrado, según la fábrica que lo produzca de color ambarino transparente, en unos casos, y ligeramente turbio, en otros.
El resinato sódico es objeto de una gran demanda comercial, ya que suelen emplearlo las siguientes industrias: en jabonería, principalmente para dar cuerpo, transparencia y poder espumante a los jabones; en la industria textil se usa como lubricante de fibras, soporte de colorantes, aditivo en aceites para el mercerizado, en detergentes, etc.; en la fabricación de insecticidas, como emulsionante de aceites minerales, productos adherentes, mojantes para pulverizaciones destinadas a combatir los insectos y plagas agrícolas, etc., tiene, además, aplicaciones en otras ramas industriales.

El resinato de sodio se usa en la industria como encolantes para papel, auxiliares para la industria del papel

Goma guar

La goma guar también es conocida como guaran para fabricarla se muele el endosperma de las semillas de cyamopsis tetragonolobus. Usada como ingrediente para alimentos, cosméticos y productos farmacéuticos, la goma guar es un emulsionante que mantiene el aceite disperso y en suspensión.

Origen

Las semillas de cyamopsis tetragonolobus se descascaran, se muelen y se criban para obtener el endosperma molido. Esto es conocido como goma guar nativa. Esta sustancia puede ser lavada con etanol o alcohol isopropílico para reducir su carga microbiológica. Esto se conoce como goma guar lavada. La planta de la cual deriva puede ser cultivada orgánicamente, lo que permite que sea usada en productos orgánicos.

Estructura química

La estructura química de la goma guar, una larga cadena de polisacáridos, está compuesta por una cadena central de manosa con grupos laterales de galactosa. Es una larga cadena de manosa, con galactosa adherida a una molécula por medio de manosa para formar la cadena de galactomannosa. La proporción es de 2 a 1 de galactosa sobre manosa. Debido a la alta proporción de galactosa sobre la manosa, la goma guar es soluble en agua fría.

Características

La goma guar es un polvo similar a la harina de color blanco o amarillento. La semilla de cyamopsis tetragonolobus es originaria de la india, donde se produce la mayor parte de la goma guar. También se produce algo en estados unidos. También se produce goma guar orgánica para cumplir con las necesidades de las industrias de alimentos y cosméticos orgánicos.

Usos

La goma guar es usada como emulsionante, estabilizante y espesante alimenticio. Tiene cinco a ocho veces más poder espesante que el almidón. A menudo es usada como estabilizante y aglutinante para prolongar la vida útil del helado y también se usa en algunas formulaciones de tabletas antiácidas etc.

Objetivo

• Elaboración de un resinato de sodio a partir de brea de pino para usarlo como materia prima de nuestro sellador
• Realizar la formula de un sellador usando como base el resinato de sodio realizar mediante prueba y error para determinar la cantidad de producto necesario para el sellado de grietas
• Realizar pruebas de funcionalidad a nuestro sellador

Justificación

Este proyecto nos interesó por que en  México no existe cultura alguna por la mejora continua en procesos constructivos, siempre se busca abaratar precios sacrificando la calidad de los materiales empleados y la mano de obra requerida.  Las personas están acostumbradas a ver las cosas como un gasto y no como una inversión, obviamente esto hace que siempre se esté en busca de precios más bajos sin tomar en cuenta la calidad y periodo de vida útil de un trabajo requerido, todo esto trae aparejado que se incrementen las deficiencias en la construcción, y así aparezcan cada vez más frecuentemente,  entre otras, las patologías estructurales, en muchos casos  originadas  por las tan comunes y habituales goteras y filtraciones de agua de lluvia por entre las cubiertas, o techos.

Hipótesis

La brea de pino así como algunas gomas naturales se caracteriza por tener características adherentes y aglutinantes, aprovecharemos   estas características para  fabricar  un sellador de goteras o filtraciones de agua instantáneo a base de una mezcla de gomas naturales y algunos productos químicos.

Método (materiales y procedimiento)

Elaboración de resinato de sodio

Calentar 300 ml  de agua adicionar  4 g de hidróxido de sodio puro, naoh, al 95-97%. Cuando la solución llega a ebullición, agregar progresivamente, removiendo, 30 gramos de brea de pino solida y finamente molida, agitar hasta lograr su completa disolución  posterior mente filtrar con una malla metálica antes de que enfrié totalmente eliminando impurezas, finalmente se deja enfriar.

La solución obtenida es un  resinato de sodio la cual la podemos conservar en un frasco de vidrio.

Elaboración de nuestro sellador instantáneo

Agregar en un vaso de precipitados 20 ml de agua, posterior mente adicionar 2 gr de glicerina pura, 0 .2 gr de cloro junto con 0.05 gr de goma guar de manera lenta y con agitación constante para evitar la formación de grumos, agregar 15 gr de resinato de sodio frio que previamente se elaboro e incorporarlo con agitación, finalmente agregar lentamente 2.5 gr de sulfato de zinc y mezclar aforando con agua a 100 ml para lograr una solución liquida homogénea

La fórmula propuesta es la siguiente

Glicerina                                               2.0

Cloro                                                     0.2

Goma guar                                           0.05

Resinato de sodio                               15.0

Sulfato de zinc                                     2.5

Agua                                                     cbp 100 ml

Galería Método

Resultados

En la elaboracion del resinato de sodio notamos que el procedimiento es muy sencillo ademas que se podria bajar la temperatura de fabricacion ya que los materiales se diluyen facilmente a unos 60 grados sin tener la necesidad de llegar a la ebullicion, obteniendo nuestra materia prima de una manera sencilla

Despues de varias pruebas llegamos a la formula en la que se tuvo mejores resutados que es la que resentamos en este trabajo, despues de su elaboracion y almacenamiento notamos la generacion de hongos en el producto por ello decidimos agregar un poco de cloro y para el mejor funcionamiento recomendamos agitar antes de usar el sellador.

Observamos tambien que  el sulfato de zinc ayuda a la formación de aglomerados y el resinato y  la goma colaboran para dar la adherencia que requiere nuestro producto.

En las pruebas realizadas es muy evidente el buen funcionamiento de el selador ya que al porbar con orificios cada vez de mayor tamaño aun seguia taponando y evitando el paso de agua de nuestro recipiente.

Al usar el producto en productos porozos como el caso del ladrillo observamos que el material se queda adherido a las faredes del tabique quedando sellada la filtracion de forma permanente, esto no sucede en el recipiente por las caracteristicas del pet.

Galería Resultados

Discusión

Logrando la acumulación de partículas insolubles en agua, que tengan características adherentes y con una densidad que permita que vayan al fondo del recipiente, podríamos crear un sellador que forme aglomerados y   se acumule en la grieta y la selle.

Conclusiones

Las pruebas realizadas demuestran que el sellador a base de resina de pino es un medio efectivo para sellar filtraciones, gateras , fugas en lugares donde sea posible el estancamiento de agua, dando una opción barata y practica con características especiales como que se puede usar en medios húmedos sin ningún problema además de ser de fácil y rápida su aplicación.

También parte importante del sellador a base de pino es que es un producto biodegradable por las características de los materiales usados en su elaboración a diferencia de algunos materiales usados comúnmente en la industria de los impermeabilizantes.

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Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Method Gallery

Results

Results Gallery

Discussion

Conclusions

Bibliography