Mª Antonia Asencio Castillejo. Arquitecto Técnico por la Universidad Politécnica de Madrid. Co-directora dePREASA. Especialidad en Patología y Rehabilitación de la Edificación

Francisco Parra Idreos. M.Sc. Ingeniería Geológica y Geotecnia por la U.C.M. Licenciado en C.C. Geológicaspor la U.C.M. Director Técnico de ASG-Geotecnia e Ingeniería del Terreno, S.L. y Sondeos Geotest, S.L.

Palabras Clave: Humedades, Sistema Múlmico, drenajes, asientos diferenciales, empujeshidrostáticos, subpresiones, subsidencia, expansividad, colapso.

1. IntroducciónEl agua supone hoy en día el origen de más

del 90% de las reclamaciones judicialespresentadas por usuarios o propietarios porproblemas surgidos en edificación. El agua no esun tema secundario, sino que debe requerirnuestra máxima atención pues lasconsecuencias de su existencia pueden llegar aocasionar la “ruina de un edificio”.

Las humedades no solo causan dañosestéticos y estructurales; sus consecuenciasson más graves porque producen hongos ymicroorganismos  perjudiciales para lasalud.  Esta información no va a profundizar enellos, sino en los perjuicios que el exceso deagua ocasiona en las edificaciones  y suselementos constructivos.

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Sistema de malladrenante paraafecciones enedificación y obra civil:Sistema Múlmico®

Humedades(capilaridad, absorción,

etc.)

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Las unidades edificatorias presentan unasafecciones características por la existencia de aguaen el subsuelo, como son: corrosión dearmaduras, deterioro de morteros, pudrición dela madera, y en general, degradación de materialesy fatiga de los mismos causadas por humedadespor absorción, dispersión y capilaridad.

La presencia de agua en el trasdós de murosprovoca importantes empujes hidrostáticos,causantes de la gran mayoría de fallos en lasestructuras de contención. El empujehidrostático es muy superior al de tierras, deaquí el interés en reducirlo, drenando

adecuadamente el trasdós de los muros(Rodriguez Ortiz, 1982). Así mismo, provocasubpresiones en losas y soleras, donde se debeestudiar la flotabilidad de la estructura.

Por otro lado, el agua es el factor activoprincipal que produce erosión interna en unsuelo. Cuando la erosión se inicia en un punto,se concentran en él las líneas de flujo, lo queorigina una progresiva tubificación (pipping),conllevando un arrastre de finos yconsecuentemente asientos y deformacionesindeseadas. Cabe señalar que cada tipo dematerial tiene una velocidad crítica, resultando

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Filtraciones al interior de la edificación.

Degradación y perdida de resistencia.

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más estables los materiales bien graduados ymenos estables los materiales mal graduados,dado que los finos se podrán desplazar a travésde los poros.

Además, la emanación de aguas en taludesproduce una disminución de la estabilidad delsuelo, llegando a disminuir el ángulo derozamiento interno del terreno hasta la mitad(Jiménez Salas, 1980).

Cuando la presión del agua u, es superior ala presión total u>σtotal, la tensión efectiva se

hace nula σ´=0, y se producen los fenómenosde sifonamiento. Estos fenómenos merman demanera muy importante las característicasresistentes del terreno, incluso llegando aconvertirlo en un material que se comportacomo líquido (Jiménez Salas, 1980).

Las variaciones de humedad en el sueloprovocan fenómenos expansivos y deretracción asociados al hinchamiento de lasarcillas, colapso de suelos, subsidencias, etc.Estas variaciones de humedad se traducen encambios volumétricos del suelo lo quedegenera en asientos diferenciales queprovocan el arrufo o quebranto de lasestructuras.

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Inundación de fosos,fosos de ascensores,

sótanos, etc.

Subpresiónafectando a soleras,

cimentación, etc.

Asientos diferenciales (hundimientos, grietas, etc.)

Empujes adicionales en trasdós de muros.

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1.1. Sistemas más usuales para eltratamiento de afeccionescausadas por el agua.

En el mercado actual existen infinidad deproductos aplicables en el procesoconstructivo para hacer más resistentes losmateriales al agua o evitar el contacto de éstacon los elementos constructivos: desdeaditivos a los morteros, morterospoliméricos, pinturas transpirables,imprimaciones, láminas deimpermeabilización, paneles y membranasdrenantes, y un largo etcétera. Todos ellos seaplican para evitar la penetración del agua alinterior de la edificación o para proteger elpropio material. Estos productos, siempre quese puedan aplicar en obra nueva y en eltrasdós de muros, suelen ser efectivos, dadoque el agua ejerce una presión positiva sobreellos y sobre el soporte en el que se hanaplicado y que se trata de conservar. Sonefectivos porque el producto protector esinstalado entre el agua y el elementoconstructivo a proteger.

En los casos en que no se tiene acceso altrasdós (edificios ya construidos, medianeros,ejecución de muros pantalla, pilotes, etc.) seaplican estos mismos productos por elintradós, con un resultado muy inferior al

anterior, ya que actúan bajo presión negativa.La causa es obvia pues el producto no sepuede instalar entre el agua y el elemento aproteger, sino tras él.

En el caso de vías de agua, es decir, de puntosde filtración directa, se vienen utilizandoproductos obturadores de las vías. En muchasocasiones el agua busca otro punto deinfiltración al interior con el fin de aliviar lapresión que ejerce, o con el tiempo, deteriora lasuperficie de contacto entre el obturador y elelemento. En el caso de humedades porabsorción o capilaridad se vienen empleandoproductos que tratan de obturar, medianteinyecciones, los intersticios o poros delelemento constructivo para que el agua noinvada estos poros.

No obstante, todas estas soluciones noeliminan el factor activo principal de la afección,que es el agua, por lo que el problema suelereproducirse.

En muchos casos, ante la imposibilidad deaplicación de productos o ejecución dedrenajes, o por desconocer un sistemarealmente corrector, es frecuente observar enedificación sistemas de ocultación como puedenser cámaras bufas, chapados, bandejas,canalizaciones de recogida y un largo etcétera,

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Resumen de afecciones por agua

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que en ningún caso son soluciones reales sinomedidas de ocultación que impiden inclusoconocer la evolución del problema.

Ante los problemas mencionados, lostécnicos hoy en día consideran que la solucióneficaz y permanente sería eliminar el agua delsubsuelo. El único método que elimina el aguadel subsuelo es el drenaje del mismo.

1.2. Métodos de drenaje existentesSon muy numerosos los sistemas existentes

para el rebajamiento del nivel freático. KarlTerzaghi , Peck y Mesri (1996) citan lossiguientes métodos: well-point, pozosprofundos, pozos profundos con eyectores,pozos sangrantes o de descarga , drenaje porvacío y drenaje por Electro-Osmosis.

También son comunes los rebajamientos delnivel freático mediante bombeo abierto. Esteresulta el sistema más económico y el más

antiguo. Es importante cerciorarse de quepueden emplearse sumideros y acequias sinafectar la cimentación de la estructura existente,o estructuras próximas (Ana Bielza Feliu, 1999).

El documento básico de seguridadestructural del CTE, desaconseja el bombeoabierto desde sumideros cuando exista riesgode sifonamiento del suelo.

Incluso bajo condiciones favorables delbombeo abierto desde sumideros, existe laposibilidad de que se generen conos (boils)donde se produce erosión y subsidencia en lazona colindante al sumidero (Karl Terzaghi ,Peck y Mesri, 1996).

Además, cabe añadir otros sistemas de drenajetales como zanjas drenantes, drenes californianosaplicados normalmente para la estabilización detaludes, pantallas de drenaje y galerías de drenajemuy comunes en presas y túneles.

Cuando el tamaño de grano D10 del sueloes inferior a 0.05 mm o cuando los coeficientesde permeabilidad se sitúan entre 10-5 y 10-7

m/s, los métodos de drenaje por gravedad dejande producir los resultados deseados, dado que

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Ocultaciones de daños y afecciones que ocasiona el agua.

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el agua queda retenida por las fuerzas decapilaridad, por ello para estos casos se suelerecurrir a sistemas de succión (Karl Terzaghi ,Peck y Mesri, 1996).

Cuando el terreno está formado por limos ysuelos limosos, cuyos coeficientes depermeabilidad se sitúan entre 10-7 y 10-9 m/s, nopueden ser drenados ni por gravedad ni a succión,pero llegan a estabilizarse mediante electro-osmosis (Karl Terzaghi , Peck y Mesri, 1996).

Resulta muy ilustrativa la siguiente tabla (fig.1), donde J.P. Powers (1992) realiza unavaloración de cada método para diferentescasos en función de la granulometría del suelo,hidrogeología, requerimientos técnicos ycapacidad.

Cuando existe una clara inestabilidad en

superficies de ladera, suele ser efectivo instalaruna galería drenante bajo la ladera afectada ydrenarla mediante taladros que parten de lagalería y llegan hasta la zona afectada (CANMET,1977).

Existen otras técnicas exclusivas para laconsolidación de suelos blandos cohesivos, talescomo las precargas con drenes verticales.Dichos drenes pueden estar compuestossimplemente por arena o por sofisticadosgeotextiles y membranas drenantes. Esta técnicade precompresión con drenaje vertical puedeevitar totalmente la consolidación primaria yreducir la compresión secundaria durante elproceso de construcción de una estructura(Jiménez Salas et AL, 1980).

2. Metodología:

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Fig.- 1. Fuente: Powers, J.P. (1992). a Si se rellena con arena o grava. B si se sujetan en arcilla o roca.

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Sistema Múlmico®

Resultado de la investigación, desarrollo einnovación (I+D+i) de técnicos con dilatadaexperiencia en hidrogeología, geotecnia yedificación, se ha conseguido un sistemamultifuncional cuya aplicación no es invasiva nidestructiva, pero sí sumamente eficaz: se tratadel sistema bajo Patente Internacional,denominado MÚLMICO ®.

2.1. Base del sistemaEl agua en el subsuelo está sometida a dos

principales fuerzas que determinan sumovimiento: la gravedad y la atracciónmolecular.

Si en las áreas de recarga el agua llega alterreno por fuerzas gravitatorias (movimientodescendente), posteriormente, la circulaciónque se establecerá vendrá condicionada por laestratificación.

Existe una fuerte anisotropía respecto a lainfiltración, siendo el coeficiente depermeabilidad horizontal, superior en 5 veces, almenos, al vertical, pudiendo llegar a ser varioscientos de veces en suelos estratificados.

El sistema se fundamenta en el

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Fig.- 2. Infiltración en un terreno anisótropo.Cortesía de GRUPO PREASA.

Fig.- 3.Drenaje por

gravedad.

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aprovechamiento de esta característica de lossuelos (anisotropía), mediante la creación deuna red o malla de microconductos drenantesinmersos en el seno del terreno subyacente ala edificación, que provoca el drenajegravitacional del mismo, con lo que se mantienesu coeficiente de retención específico, “sindesecarlo”.

Es decir, un drenaje gravitacional nunca puedellegar a desecar un terreno, ya que la fuerza deatracción molecular entre agua y partículasólida, es mayor a la fuerza gravitacional. Eldrenaje gravitacional podrá excluir del terrenoúnica y exclusivamente el agua que no estésometida a la atracción molecular.

De aquí se extraen una serie de conceptosfundamentales para el sistema MÚLMICO ®:

El sistema permite drenar un terreno sindesecarlo. El drenaje se consigue porque elsistema solo es capaz de capturar el agua quecircula por los intersticios del terreno, que noesté sometida a la atracción molecular(porosidad eficaz – véase fig. 4).

El sistema MÚLMICO® permite eliminar elagua no controlada en el subsuelo, a través dela red o malla drenante que atrae y encauza deuna forma controlada el agua que circula por losespacios intersticiales.

Otro concepto fundamental del sistemaMÚLMICO® es proveer al subsuelo o el terrenoa drenar de una mayor permeabilidad, es decir,crear espacios vacíos de mayor sección, y comoconsecuencia otorgar al agua vías preferentesde circulación sin que se produzca una mermaen sus propiedades resistentes.

Consecuencia de este mayor espacio en elterreno para que circule el agua a través de él,es la reducción de la velocidad de flujo, evitandoarrastre de partículas sólidas. Cabe señalar, quecada tipo de material tiene una velocidad crítica,resultando más estables los materiales biengraduados y menos estables los materiales malgraduados.

Así mismo, produce un efecto estabilizadoren suelos, consiguiendo un aumento del ángulode rozamiento interno que no solo por pasar auna situación efectiva drenada, sino porquetambién se produce succión en suelos concapacidad sorcitiva, tal y como figura en el

criterio de rotura de el modelo expuesto porFredlund et Al. (1978), que propuso la ecuaciónde resistencia al corte considerando la succiónmatricial en la envolvente de rotura de Mohr-Coulomb:

τ= c´ + (σ−ua) tanφ´ + (ua-uw) tanφb

Donde la diferencia de presión del aire conrespecto a la presión del agua ua-uw, es lasucción matricial y φb es el ángulo el ángulo defricción interna en relación a la succión matricial(fig. 3).

Para suelos consolidados osobreconsolidados, el drenaje del terreno no vaa suponen disipación alguna de las presionesintersticiales por lo que no se generaránasientos. Incluso en el caso de suelos blandos noconsolidados, el sistema puede implantarse,siempre y cuando se reúnan las condicionesfavorables tras el estudio del terreno.

Todos los problemas: humedades, filtraciones ysus consecuencias, que se ocasionan por laexistencia de agua no controlada en el subsuelo,se consiguen eliminar porque la red o malla

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Fig.- 4. Valoresestimados de

porosidad (%),según Sanders

(1998).

Figura 5. Envolvente de resistencia para suelos no saturados(Fredlund et al., 1978)

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drenante consigue capturar, confinar y encauzarde una forma controlada el agua que circula porlos espacios intersticiales (porosidad eficaz).

2.2. Red de Microconductosdrenantes MÚLMICO®

Los microconductos son en definitiva,drenes subhorizontales que permiten el pasodel agua desde las formaciones o estratos delterreno que la contiene, hasta la propia red pordonde transita de forma confinada y controlada.Los drenes han de equiparse con filtros demanera que se cumpla con los criterios depenetrabilidad, así como evitar su colmatación.

Cuentan con un revestimiento altamentepermeable (filtro) mediante colectorescolaterales que facilitan la captación y

reconducción del agua. La propia forma de losorificios que producen el filtro evitan depósitosgranulares del terreno, y con ello sutaponamiento.

Los filtros ofrecen al paso del agua la mayorsuperficie libre de infiltración. Comoconsecuencia se crea la menor pérdida de cargaa la entrada del agua. Lo que es equivalente aque las velocidades sean lo menor posible.

El material empleado y la reducida velocidadde penetración evitan la formación dedepósitos de carbonatos cálcicos porfenómenos de precipitación química o deelectrolisis.

La resistencia mecánica de losmicroconductos “inmersos en el subsuelo”,

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Fig.- 6. Sistemas de microdrenes. Cortesía de GRUPO PREASA.

Fig.- 5. Dimensionamiento: Separación entre drenes y diseño de filtros.

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impide que puedan ser aplastados gracias a suresistencia a la compresión, así como resistenciaa la tracción. Además, están constituidos por unmaterial que cumpliendo con todos losrequisitos anteriores son resistentes a la accióncorrosiva del agua y del suelo.

La red drenante es capaz de resistir lasacciones fisicoquímicas del medio que la rodea.

Para la aplicación del sistema esindispensable conocer las condiciones depermeabilidad, transmisibilidad, coeficiente dealmacenamiento, espesores permeables(estrato), fisuración o Karstificación del terreno.

Estos parámetros permiten eldimensionamiento de los microconductos paraobtener una velocidad de infiltración igual omenor a la propia permeabilidad del terreno, loque supone una enorme ventaja en aquellosterrenos de baja permeabilidad para evitar lamigración de finos.

Las velocidades de infiltración media que seconsiguen con este sistema suele ser inferior a1,8 cm./seg.

El sistema es apto para provocar nuevamentela infiltración al suelo pudiendo establecer unefecto puente de la zona a tratar; su gransuperficie de filtración permite devolver el aguacaptada nuevamente a la formación (estrato).

2.3. ImplantaciónPara la implantación del sistema MÚLMICO®

solo y exclusivamente se requiere la formaciónde un cajón (o cajones) de acceso al subsuelo,de reducidas dimensiones (1 x 1 m), que será elposterior receptor (colector principal) del aguaresultante de toda la red drenante.

El hecho de no requerir excavaciones decierta dimensión ni apertura de zanjas, permiteimplantar la malla drenante desde dicho acceso,bajo edificios, bajo fundaciones, trasdosarla a

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muros de contención o cerramiento y un largoetcétera. Su situación se determinará en funciónde la geometría que deba requerir cada malla yde las características geotécnicas del terreno.

El sistema MÚLMICO® puede serimplantado desde el interior de la edificaciónen el caso de existir medianerías (en patiosinteriores, sótanos, fondos de escalera, pozosde saneamiento, trasteros, etc.) o desde elexterior en el caso de no existir medianerías.

En ningún caso la implantación del sistemainterrumpe la operatividad en el inmueble, noprovocando molestias a los habitantes nidificultando la funcionalidad de las instalaciones.

2.4. Esquema Múlmico aplicado bajoedificación

Con la aplicación del sistema MÚLMICO® alcontrolar el flujo y confinar el agua delsubsuelo de una forma permanenteconseguiremos (ver figura 5).

3. ConclusionesEl sistema Mulmico ® presenta una serie de

ventajas muy destacables sobre los otrossistemas:

Aumenta la permeabilidad de un suelo, loque permite drenar por gravedad, que deotra manera, para suelos de baja permeabili-dad dicho drenaje no sería posible. Tal es elcaso de los Wells Points y drenajes profun-dos, que para suelos cohesivos presentanimportantes limitaciones. Entre estos mate-riales se hallan las arcillas expansivas y lossuelos sensibles.

Evita la erosión interna o tubificación (pip-ping) producida por los flujos de agua, redu-ciendo la velocidad de la misma al aumentarla superficie de infiltración a la red de micro-conductos. Evita la colmatación de los dre-nes, arrastre y pérdida de finos en suelos,cumpliendo con el criterio de impenetrabili-dad, corroborado por la claridad y pureza delagua drenada.

Aumenta la resistencia de los suelos. No solose produce un aumento del ángulo de roza-miento interno por pasar a unas condicionesdrenadas efectivas, sino que la diferencia de

presión del aire y presión del agua, produceincremento de la resistencia al corte graciasal fenómeno de la succión.

En suelos consolidados y sobreconsolidadosel drenaje del terreno mediante el sistemaMulmico® no va producir ningún tipo deasentamiento del terreno. Incluso en el casode suelos blandos no consolidados, el siste-ma puede implantarse, siempre y cuando sereúnan las condiciones favorables tras elestudio del terreno.

El sistema múlmico puede emplearse comosistema de drenaje durante procesos de pre-consolidación, dado que la malla de micro-conductos permite disipar el exceso de pre-siones intersticiales hasta su estabilización.

Aplicación directa. Evita la ejecución deimportantes excavaciones, tales como laszanjas drenantes que presentan dificultadesde ejecución, entibaciones y riesgos para lasestructuras a tratar. Su implantación es rápi-da y efectiva, pudiendo ser aplicado en ObraNueva o en Rehabilitación.

Es orientable y de fácil acceso a las zonasafectadas. Ofrece gran área de cobertura.Permite tratar varias edificaciones a la vez. Sehan llegado a tratar 12 edificios simultánea-mente, que ocupaban una superficie aproxi-mada de 30.000 m2, entre zonas verdes, áre-as peatonales, calzadas y construcciones.

No interrumpe la operatividad ni funcionali-dad del edificio a tratar.

El sistema es de funcionamiento permanentey duradero.

No requiere mantenimiento. Una vez implan-tado será un sistema de protección antecualquier eventualidad que provoque unarecarga (natural o artificial) en el subsuelo

Contrariamente a la gran mayoría de los sis-temas que en la actualidad se utilizan parasolventar los problemas de existencia deagua en una edificación, que tratan de modi-ficar los elementos constructivos para hacer-los más resistentes a la acción erosiva delagua y en otros muchos casos de ocultar elproblema, el sistema MÚLMICO® evita elcontacto entre construcción y agua. Por ello

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es sumamente eficaz porque va a la raíz delproblema que es la existencia de agua, no tra-tando en ningún caso de paliar u ocultar losdaños.

El sistema tiene aplicación en otros camposcomo la Obra Civil y el Medio Ambiente.

Su alto rendimiento, cobertura, durabilidad,rapidez de aplicación, multifuncionalidad, y noser agresivo, hacen que el sistema sea suma-mente rentable

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