TRATAMIENTOS HIDROFUGANTES, SUPERHIDROFUGANTES Y AUTOLIMPIANTES EN ROCAS MONUMENTALES (I) 

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Como ya hemos visto la consolidación es una intervención que tiene como objetivo devolver a las rocas patrimoniales sus propiedades y características mecánicas. Tras esta operación es muy conveniente la aplicación de un tratamiento hidrofugante capaz de crear en la superficie tratada un efecto hidrofóbico.

Con esta nueva intervención tratamos de impedir, o por lo menos limitar, la entrada de agua líquida en el interior de los materiales de construcción, uno de los principales agentes de alteración de las rocas, aunque para que este tratamiento sea adecuado, debe permitir, también, el intercambio de vapor de agua del interior de la roca con el ambiente. Una superficie totalmente impermeable sería perjudicial en edificaciones que sufren, por ejemplo, humedades en los paramentos por ascenso capilar. Es necesario, además, que sean razonablemente estables frente a otros agentes de alteración y al envejecimiento.

Comportamiento de una gota de agua en una zona tratada y otra sin tratamiento hidrofugante

La capacidad de un material para ser hidrofugante está condicionada por dos propiedades:

• • La hidrofobicidad
  • La repelencia al agua

Estas dos propiedades nos aportan la información necesaria sobre la capacidad de penetración y adhesión del agua líquida a una superficie y están supeditadas a la química superficial y a la rugosidad de material.

La capacidad de un líquido para extenderse sobre una superficie sólida depende de las fuerzas intermoleculares cohesivas y adhesivas de los dos materiales que están en contacto. Esta capacidad está determinada por los ángulos de contacto estáticos de una gota de agua sobre una superficie. Si este ángulo es igual o superior a 90º la superficie de ese material tendrá propiedades hidrofóbicas.

Superficie hidrófila

Superficie hidrófoba

El agua es una sustancia polar formada por moléculas con dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Si mojamos un material formado por moléculas polares, las moléculas de agua se unirán entre sí y además establecerán fácilmente uniones con la superficie provocando que las gotas se extiendan y mojen. En este caso estaremos hablando de una superficie hidrofílica.

En cambio, si la superficie es apolar, las moléculas de agua tendrán tendencia a unirse entre sí con mucha más facilidad que con la superficie y las gotas no se extenderán. Es un material hidrófobo.

La repelencia al agua de una superficie, es la diferencia entre el ángulo de avance (θA) y el ángulo de retroceso (θR), es decir, la histéresis del ángulo de contacto. La repelencia es la fuerza requerida para mover una gota de agua depositada en una superficie, cuanto más pequeño sea la histéresis del ángulo de contacto, más facilidad tendrán las gotas para deslizarse y la superficie será más repelente al agua.

Una superficie también puede tener características super-hidrofóbicas cuando depositamos una gota de agua y ésta forma un ángulo de contacto estático superior a 120º y la diferencia entre el ángulo de avance y retroceso es inferior a 10º. Esta gota se mantiene en la superficie con una forma casi esférica que evita que penetre en su estructura y al final rueda sobre la superficie sin dejar huella. Este es el llamado "efecto loto", por el que las gotas del agua de lluvia ruedan por la superficie de las hojas arrastrando, además, las pequeñas partículas que puedan estar depositadas y generando un efecto auto-limpiante.

Superficie super-hidrofóbica

Este efecto está vinculado a una superficie estructurada en dos niveles con unas elevaciones o papilas redondeadas de tamaño microscópico, sobre las que están repartidos unos pequeños hilos de tamaño nanométrico recubiertos, además, de una sustancia cerosa. Estas superficies están adaptadas y combinan propiedades físicas y químicas que ocasionan que las gotas que caen, queden suspendidas y arrastren, con mucha facilidad, las partículas de suciedad.

Estructura superficial de una hoja de loto

Los productos basados en nanomateriales permiten imitar, de manera artificial, estos efectos sobre la superficie de los monumentos y modificar la capacidad de adhesión y penetración del agua líquida en la rocas.

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