Aguas Subterraneas

El rendimiento y la durabilidad de los ensamblajes de pared se ven muy afectados por la carga de humedad a la que pueden estar sujetos, en particular las que surgen de la lluvia impulsada por el viento (WDR). Los enfoques estándar para estimar tales cargas de humedad asumen el 1% de la carga WDR, mientras que estas cargas también se han evaluado a partir de pruebas de impermeabilidad, aunque estas cargas supuestas se han determinado en base a información climática limitada. Para estimar con mayor precisión las cargas de humedad a las que pueden estar sujetos los ensamblajes de muros durante su vida útil, se completó un análisis de cargas WDR históricas para 11 ciudades de Canadá. La magnitud, la probabilidad de ocurrencia de cargas WDR en diferentes ciudades y las correlaciones entre los parámetros climáticos relacionados con WDR, se discuten en este documento. Además, se introduce un nuevo índice de severidad de WDR, denominado Índice de presión de lluvia impulsada por el viento, para permitir cuantificar los efectos en tiempo real y simultáneos de la intensidad de WDR y la Presión de viento de lluvia torrencial (DRWP). Para estimar la intensidad de WDR y DRWP con una probabilidad específica de ocurrencia, se completó un análisis de valores extremos (EVA) para un conjunto de datos climáticos de 31 años (1986–2016) utilizando las distribuciones de valores extremos generalizados y Gumbel.

1. Introducción

El rendimiento a largo plazo y la durabilidad de las fachadas de los edificios, para las cuales la fachada mantiene la función y la integridad de una estructura al impedir que la mayoría de los efectos perjudiciales del entorno circundante entren en la envolvente del edificio, se ven afectados negativamente por las cargas de humedad a las que pueden llegar. ser sometido con el tiempo (Desjarlais et al., 2001; Rousseau, 1999; Smegal et al., 2013). Por ejemplo, con respecto a las paredes de mampostería, pueden surgir problemas de crecimiento de moho en las capas interiores del ensamblaje de la pared debido a una carga excesiva de humedad (Abuku et al., 2009b). Para ensamblajes de paredes con estructura de madera, los materiales de madera pueden descomponerse cuando se exponen a un ambiente húmedo durante períodos prolongados (Chouinard y Lawton, 2001). Otros problemas indeseables que surgen de la presencia de humedad en los ensambles de revestimiento de paredes de mampostería y cemento incluyen, pero no se limitan a, daños por heladas y migración de sal en materiales porosos, la erosión de los materiales de construcción y la eflorescencia en la superficie de las fachadas (Charola y Lazzarini, 1986; Franke et al., 1998; Tang et al., 2004; Van Balen, 1996).

La lluvia impulsada por el viento (WDR), como fuente principal de la carga de humedad para los ensamblajes de muros, es la concurrencia de viento y lluvia (Lacy, 1977). El componente de velocidad horizontal de las gotas de lluvia, como parte de WDR, se puede atribuir a la acción del viento y su dirección generalmente de acuerdo con el vector de velocidad del viento. La cantidad de agua que se deposita sobre una superficie vertical de la fachada de un edificio se identifica como la carga WDR, que se puede evaluar mediante ecuaciones semiempíricas siempre que se conozcan la intensidad de la lluvia, la velocidad y la dirección del viento y las condiciones circundantes (ASHRAE, 2016; ISO, 2009; Lacy, 1977; Straube y Burnett, 2000). Una evaluación más precisa de la carga WDR en ubicaciones específicas puede requerir la información de la geometría del edificio (Blocken et al., 2009; Blocken y Carmeliet, 2006; Karagiozis et al., 1997; Kubilay et al., 2015). Además, la carga WDR en la fachada de un edificio también se puede determinar a partir de mediciones de campo instalando canales de recolección en las superficies exteriores de la fachada (Blocken y Carmeliet, 2005; Ge et al, 2017, 2018; Kubilay et al., 2014; Wang et al., 2020).

Cuando una gota de lluvia llega a la fachada de un edificio, puede salpicar, esparcirse o rebotar en la superficie del edificio, dependiendo de los materiales de la fachada, de la velocidad final de la gota de lluvia, así como del ángulo de ataque entre la gota de lluvia y el conjunto de la pared ( Abuku et al., 2009a). Después del impacto, la gota de lluvia sería escurrida de la fachada, absorbida por los materiales de la fachada, siempre que estos sean de naturaleza porosa, o entraría en la envolvente del edificio a través de cualquier deficiencia, como grietas o aberturas presentes en la superficie de la fachada. Sin embargo, la existencia de deficiencias en la envolvente del edificio también permite el paso de agua a través de estas aberturas, a lo largo de su ciclo de vida, y esto es muy probablemente inevitable dado el efecto del envejecimiento y deterioro de los materiales, fallas mecánicas de los miembros estructurales derivadas de condiciones extremas y cargas cíclicas y prácticas de construcción y mantenimiento defectuosas. Actualmente, existen dos enfoques típicos para cuantificar la cantidad de agua, a saber, la carga de humedad, que podría penetrar el revestimiento exterior del ensamblaje de la pared durante los eventos WDR. Un enfoque es simplemente considerar que la carga de humedad es el 1 % de la carga WDR a la que se somete la superficie de la pared exterior durante un evento de lluvia, como se especifica en el estándar 160 de ASHRAE (ASHRAE, 2016). Otro enfoque es realizar una prueba de impermeabilidad en la que se aplica agua rociada sobre el montaje de la pared y la diferencia de presión a través de la pared simultáneamente para simular la acción de WDR en la muestra de prueba de la pared. Tales pruebas pueden cuantificar la tasa de entrada de agua a través del revestimiento de la pared exterior y la porción de agua que ingresa al ensamblaje de la pared (Boardman and Glass, 2013; Bossche et al., 2012; Sahal and Lacasse, 2004, 2005).

El Consejo Nacional de Investigación de Canadá ha puesto en marcha una serie de estudios de investigación cuyos resultados han permitido establecer un protocolo de prueba de estanqueidad para gestionar adecuadamente los riesgos de daños en los conjuntos de paredes a largo plazo debido a las cargas de humedad derivadas de WDR. Como tal, toda la evaluación abarca los siguientes pasos: (i) comprender las condiciones del WDR en función de los datos climáticos recopilados en las estaciones meteorológicas y de los cuales derivar la carga del WDR; (ii) medir el nivel de entrada de agua y retención de agua de los ensamblajes de pared expuestos a las cargas WDR correspondientes a través de pruebas de estanqueidad utilizando el nuevo protocolo de prueba; (iii) Relacionar los datos climáticos con la tasa de entrada de agua a los montajes de muros; (iv) Correlacionar el grado de retención de agua con la respuesta a la humedad de los ensamblajes de pared.

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