TRACTAMENTS HIDROFUGANTS, SUPERHIDROFUGANTS I AUTONETEJANTS EN ROQUES MONUMENTALS (I) 

Photo by Jay Castor on Unsplash

Com ja hem vist, la consolidació és una intervenció que té com a objectiu retornar a les roques patrimonials les seves propietats i característiques mecàniques. Després d’aquesta operació, és molt recomanable aplicar un tractament hidrofugant capaç de crear, a la superfície tractada, un efecte hidrofòbic.

Amb aquesta nova intervenció es pretén impedir, o almenys limitar, l’entrada d’aigua líquida a l’interior dels materials de construcció, un dels principals agents d’alteració de les roques. Tot i això, perquè aquest tractament sigui adequat, també ha de permetre l’intercanvi de vapor d’aigua entre l’interior de la roca i l’ambient. Una superfície totalment impermeable seria perjudicial en edificacions que pateixen, per exemple, humitats als paraments per ascens capil·lar. A més, és necessari que aquests tractaments siguin raonablement estables davant altres agents d’alteració i també davant l’envelliment.

Comportament d’una gota d’aigua en una zona tractada i una altra sense tractament hidrofugant

La capacitat d’un material per ser hidrofugant està condicionada per dues propietats:

• • La hidrofobicitat
  • La repel·lència a l’aigua

Aquestes dues propietats ens aporten la informació necessària sobre la capacitat de penetració i adhesió de l’aigua líquida a una superfície, i estan supeditades a la química superficial i a la rugositat del material.

La capacitat d’un líquid per estendre’s sobre una superfície sòlida depèn de les forces intermoleculars cohesives i adhesives dels dos materials que estan en contacte. Aquesta capacitat està determinada pels angles de contacte estàtics d’una gota d’aigua sobre una superfície. Si aquest angle és igual o superior a 90º, la superfície d’aquell material tindrà propietats hidrofòbiques.

Superfície hidròfila

Superfície hidròfoba

L’aigua és una substància polar formada per molècules amb dos àtoms d’hidrogen i un d’oxigen. Si mullem un material format per molècules polars, les molècules d’aigua s’uniran entre elles i, a més, establiran fàcilment unions amb la superfície, provocant que les gotes s’estenguin i mullin. En aquest cas parlarem d’una superfície hidrofílica.

En canvi, si la superfície és apolar, les molècules d’aigua tindran tendència a unir-se entre elles amb molta més facilitat que amb la superfície, i les gotes no s’estendran. És un material hidrofòbic.

La repel·lència a l’aigua d’una superfície és la diferència entre l’angle d’avançament (θA) i l’angle de retrocés (θR), és a dir, la histèresi de l’angle de contacte. La repel·lència és la força requerida per moure una gota d’aigua dipositada sobre una superfície: com més petita sigui la histèresi de l’angle de contacte, més facilitat tindran les gotes per lliscar i la superfície serà més repel·lent a l’aigua.

Una superfície també pot tenir característiques superhidrofòbiques quan, en dipositar-hi una gota d’aigua, aquesta forma un angle de contacte estàtic superior als 120º i la diferència entre l’angle d’avançament i de retrocés és inferior a 10º. Aquesta gota es manté a la superfície amb una forma gairebé esfèrica que evita que penetri en l’estructura i, finalment, roda per la superfície sense deixar rastre. Aquest és l’anomenat “efecte lotus”, pel qual les gotes d’aigua de pluja llisquen per la superfície de les fulles, arrossegant alhora les petites partícules que hi puguin estar dipositades i generant un efecte autonetejant.

Superfície superhidrofòbica

Aquest efecte està vinculat a una superfície estructurada en dos nivells, amb elevacions o papil·les arrodonides de mida micromètrica, sobre les quals es reparteixen uns petits fils de mida nanomètrica, recoberts, a més, d’una substància cerosa. Aquestes superfícies estan adaptades i combinen propietats físiques i químiques que fan que les gotes que hi cauen quedin suspeses i arrosseguin amb molta facilitat les partícules de brutícia.

Estructura superficial d’una fulla de lotus

Els productes basats en nanomaterials permeten imitar, de manera artificial, aquests efectes sobre la superfície dels monuments i modificar la capacitat d’adhesió i penetració de l’aigua líquida a les roques.

https://www.youtube.com/watch?v=VHcd_4ftsNY