A IMPORTÂNCIA DOS SISTEMAS DE IMPERMEABILIZAÇÃO EM CONSTRUÇÕES, FUNCIONALIDADES, E OS TIPOS ADOTADOS

Marco Antônio de Morais Alcantara

Entende-se por impermeabilização todo tipo de sistema que atue de modo a impedir a infiltração da água na edificação. Para compreende-la melhor, considera-se também o modo pelo qual a água tem acesso na edificação, a partir dos seus mecanismos básicos. A propriedade que determina o desempenho de um sistema de impermeabilização em resistir a infiltração da água chama-se "estanqueidade". Um projeto de impermeabilização constitui em um plano de ações, tendo em vista a implantação do sistema, o qual identifica os tipos de ações que irão afetá-lo, os materiais adequados, e a interação deste com as demais partes do sistema construtivo do edifício, Este projeto de impermeabilização deve ser tratado da mesma maneira como são vistos os demais tipos de projetos, sendo então conveniente que ele seja concebido antes do início da obra. Em muitos casos, o projeto de impermeabilização, assim como a sua execução, são negligenciados no seu devido tempo; entretanto, considerá-los somente quando surgirem os problemas, pode acarretar em um custo muito mais elevado. Os profissionais da construção, quer sejam eles engenheiros civis ou arquitetos, devem ser capazes de especificar os tipos de sistemas que serão adotados, em compatibilidade com o contexto específico da obra, além de selecionar os materiais, e fiscalizar os serviços de execução.

A problemática da água e da umidade em edificações e a importância da impermeabilização

Os sistemas de impermeabilização são importantes por diversas razões; em primeiro lugar, pelos danos que podem ser causados em decorrência do acesso da água ou da umidade em edificações, resultando em disfunções; também, pelos fatores estéticos e de desconforto que podem ocorrer, de modo até a se inviabilizar o uso de determinados ambientes. Dentre os danos que podem ser causados, têm-se, por exemplo, as goteiras, curto circuítos, os defeitos de pintura, as manchas em paredes, conhecidas por eflorescências, a migração e a cristalização de sais, e em casos extremos pode ocorrer até mesmo a queda de revestimentos.

No caso de estruturas pode se criar a condição favorável para que se desenvolva a corrosão de armaduras.

De modo geral o acesso da umidade se dá por meio dos mecanismos de capilaridade e de difusão capilar. Os fenômenos de ascensão capilar são explicados pela físico-química, e ocorrem em tubos extremamente finos. O meio poroso cria capilares através dos poros e da conexão destes. Os tijolos, concretos, e argamassas são meios porosos. Além dos fenômenos capilares, pode-se distinguir ainda a difusão interna, também através de capilares, em um contexto de homogeneização da umidade.

Existe ainda o mecanismo denominado por percolação, quando o efeito se dá pela ação da gravidade.

Pelo exposto, se houver ocorrido infiltração d’água em um elemento construtivo, tal como uma laje, esta tenderá a promover, de modo gradativo, a homogeneização e a saturação do elemento.

O contexto da edificação com o ambiente

Onde se faz mais necessário impermeabilizar, em quais elementos? Alguns ambientes são passivos de impermeabilização, tais como as áreas molháveis, representadas por cozinhas, áreas de serviços, salas de banho, floreiras e outros; mas ainda, pode-se considerar os elementos construtivos que poderão estar em contato com a água ou a umidade, normalmente em terrenos, tais como subsolos, e os alicerces.

O contexto da edificação com o ambiente se torna importante. Qual seria a origem da umidade?

O acesso da água pode se dar por razões e mecanismos diferentes, quando se considera por exemplo os subsolos de edifícios, onde a parede esteja diretamente em contato com o solo úmido, sob pressão, ou de paredes que simplesmente estejam em contato com o solo; diante da ausência de uma barreira impermeabilizante, o acesso da umidade poderá ter lugar. Os alicerces de sapata corrida ou de vigas baldrame são passíveis de impermeabilização. A ausência de impermeabilização pode permitir o acesso da água à parede, e danificar sistemas de pinturas que se localizam logo acima dos rodapés.

No caso de a água for proveniente de um meio confinado, esta estará sob pressão, como nos casos de reservatório ou de subsolos. Se a pressão for no sentido de comprimir a impermeabilização ela é dita de positiva, e em sentido contrário, de arrancar a impermeabilização ela é dita como negativa. Quando a água não exerce pressão hidrostática, mas atua sob a influência da lei da gravidade, ela é considerada como água de percolação.

E também, o acesso da umidade poderá se dar pelo grau de umidade do ar, no ambiente em questão. A tendência, normalmente, é que os materiais absorverão a umidade do ambiente, desde que estes apresentem maior grau higrotérmico. Este processo estará também relacionado ou na dependência do projeto arquitetônico, em termos das condições de insolação e de ventilação, que poderão influenciar na concentração de umidade no ambiente. Este tipo de umidade pode ficar retida na superfície do elemento, mas constituir em algo ativo na formação e desenvolvimento de fungos.

Os sistemas de impermeabilização

Os tipos de sistemas de impermeabilização podem ser diferentes, definidos conforme os contextos de aplicação dos materiais, e dos sistemas construtivos. Estes estarão sujeitos a desempenhos diferenciados e à condições particulares quanto à durabilidade, mas devem ser compatíveis quanto às contingências que atuam sobre eles. Pode-se distinguir, por exemplo, os sistemas de impermeabilização de massa, de membranas, e de pinturas. Cada qual representa um tipo particular de sistema, sujeitos à diferentes condições de julgamento e de validade para serem aplicados.

Os sistemas de impermeabilização de massa são aplicados através do uso de aditivos, adicionados aos concretos e às argamassas, os quais deverão obturar os poros criados pelos vazios do material. A Figura 1 ilustra o caso de um concreto supostamente aditivado com impermeabilizantes.

Figura 1: Impermeabilização de massa

Ainda, pode-se contar com os traços dos concretos, que podem ser tais que favoreçam a impermeabilidade.

Os sistemas de mantas ou de membranas, por sua vez, se caracterizam pela superposição de mantas ou de membranas impermeáveis sobre as estruturas, de modo a poder impedir o acesso da umidade a estas estruturas, conforme a Figura 2. A ilustração não inclui outros elementos construtivos.

Figura 2: sistema de impermeabilização por membrana

De um modo geral, tanto as membranas como as mantas são constituídas à base de material polimérico ou asfáltico, podendo ser moldadas no local, no caso das membranas, ou podem ser pré-fabricadas, como nos casos das mantas. Existem requisitos de desempenho particulares, e, a partir destes requisitos, pode ser analisado o contexto e o desempenho provável do sistema, de modo que aos tipos particulares de mantas podem se associar outros materiais, tanto para o reforço destas, ou que cumpram outras funções, tais como as de proteção mecânica ou a de isolamento térmico.

As membranas, moldadas in loco, são realizadas com materiais betuminosos ou com “elastômeros em solução”. Estes são aplicados com o auxílio de vassouras com cerdas especiais.

No do uso de materiais betuminosos, se pode referir ao uso do cimento asfáltico de petróleo (CAP), da solução asfáltica, ou ainda de emulsão asfáltica. A solução asfáltica e a emulsão asfálticas são casos de diluição do asfalto em solvente orgânico ou em água. O solvente orgânico é normalmente um material compatível de natureza orgânica, tais como nafta ou querosene. No caso da emulsão asfáltica, a diluição é realizada em água somente e será possível com o auxílio de um “agente emulsionante”. As soluções asfálticas vêm a resolver um problema da sistemática de aplicação do material, de modo que a viscosidade do material seja rebaixada sem o auxílio da temperatura, o qual se constitui uma operação periculosa.

Para o caso do uso de elastômeros de solução, se recorre ao uso de uma combinação conhecida como “Neoprene-Hypalon”. Estes dois tipos de materiais sintéticos se caracterizam por apresentar deformações de até 100% do seu comprimento inicial. A solução é composta, visto que um é deles é sensível à radiação ultravioleta, devendo o segundo proteger o primeiro. De um modo geral este é dotado de pigmentos protetores. Os sistemas de Neoprene-Hypalon são bastante utilizados quando em superfícies não planas, tipo abóbadas, ou em superfícies planas onde não ocorra tráfego.

Os sistemas de pinturas superficiais, tais como tintas à base de resinas de silicone ou de epoxi, não são considerados propriamente como impermeabilização, mas sim pinturas impermeabilizantes. Estas estão sujeitas à condição de tempo de durabilidade, devendo ser substituídas.

Desempenho dos sistemas de impermeabilização

Cada um dos sistemas apresentados estão justificados por um contexto particular, e são passíveis de sofrer disfunções quanto ao desempenho, quando as condições atuantes se diferenciem daquelas em que foram concebidas quando no projeto de impermeabilização; por esta razão, algumas questões são apresentadas sobre as particularidades destes sistemas de impermeabilização.

Com relação aos sistemas de impermeabilização de massa, estes são compreendidos como sistemas rígidos, e propostos para os casos onde não se conte com forte exposição solar, grande variação térmica, vibração ou outro tipo de ação dinâmica.

Algumas questões podem ser consideradas quanto à microfissuração da estrutura. O concreto deve ser bem executado, de modo a não apresentar problemas de fissuração, e que venham a comprometer a estanqueidade do sistema. Este deve ser dosado corretamente, e bem cuidado quanto à execução e à cura. Sendo o concreto um material frágil, este pode sofrer fissuras em decorrência das tensões criadas à estrutura, ou por esforços gratuitos de tração ou de flexão não previstos no projeto. Uma vez que existem caminhos preferenciais para o acesso da umidade, a estrutura tende a ter a estanqueidade comprometida.

Com relação aos sistemas de impermeabilização por membranas ou de mantas, considera-se que estes são do tipo flexíveis, e que possam tolerar melhor os tipos solicitações citados anteriormente, como esforços dinâmicos à estrutura. Para estes casos a impermeabilização deverá ser capaz de acompanhar as deformações da estrutura.

Algumas questões podem ser levantadas quanto ao contexto de trabalho e ao desempenho relativo.

Estas estarão solidárias à estrutura. Pode-se considerar tanto os casos de estruturas aderidas como flutuantes. No primeiro caso, se trata exclusivamente de membranas moldadas in loco, e o segundo, as mantas pré-fabricadas. A eficácia da impermeabilização se dará em primeiro lugar pela estanqueidade da manta. Cria-se o caso de um compósito, onde, as deformações causadas pelo trabalho térmico da estrutura, deverá ter a participação solidária da manta de impermeabilização.

Embora não pareçam perceptíveis, as variações dimensionais da estrutura, induzidas pela variação térmica, provocam esforços solicitantes de tração no elemento de impermeabilização. Isto requer desta a resistência aos esforços de tração, e ainda as propriedades elásticas compatíveis. Alguns complementos poderão compor os sistemas de impermeabilização, como, por exemplo, o uso de isolante térmico, de modo que venha a se diminuir a variação térmica. 

Pode-se falar também dos riscos de que a manta de impermeabilização seja perfurada, por exemplo, por algum grão de areia da argamassa. Neste sentido, o material deve ser dotado também de “resistência ao puncionamento”. Não obstante a isso, se adota um elemento denominado por proteção mecânica. A Figura 3 apresenta um sistema de impermeabilização envolvendo diversos constituintes.

Figura 3: Elementos acessórios componentes de um sistema de impermeabilização

Da figura podem ser distinguidas as camadas de regularização, que tem por finalidade nivelar a superfície; a camada de primer, que tem por finalidade melhorar a adesão da membrana ao substrato; a camada separadora, que tem por finalidade proteger a impermeabilização; o contrapiso, o piso, ao lado o mástique, o qual tem por finalidade absorver as deformações do material rígido.

Do ponto de vista mecânico e funcional, para as mantas de impermeabilização, os principais requisitos de desempenho são que elas apresentem resistência mecânica à tração, resistência mecânica à compressão, resistência à fadiga, resistência ao puncionamento, resistência ao rasgamento, elasticidade que permita acompanhar as deformações da estrutura, e sobretudo, impermeabilidade.

Uma vez que a estanqueidade seja rompida em um determinado ponto, todo o sistema estará comprometido, com base no papel da difusão capilar no interior da estrutura, resultando em disfunções para a construção.

Para os casos em que os sistemas de impermeabilização sejam feitos por membranas asfálticas, devem ser feitas algumas considerações. Em primeiro lugar, de que o material não é estanque, mas sim, repelente à água, e que deverá haver uma espessura mínima de aplicação para que o efeito impermeabilizante seja dado (A água sob pressão poderá atravessar a membrana).

O material asfalto tem algumas características que recomendam atenção. A longo prazo, este apresenta a perda gradual de componentes voláteis, conduzindo-se ao envelhecimento e à perda de elasticidade, tornando-se quebradiços. Uma vez que o material esteja sob estas condições, para a impermeabilização, se compreende que este poderá fissurar facilmente, diante de esforços de tração, oriundos do trabalho térmico da estrutura.

O asfalto utilizado em membranas asfálticas pré-fabricadas é o do tipo oxidado, em que, através de um jato quente, se estabiliza este processo de perda de componentes voláteis. Este tratamento implica na diminuição da elasticidade do material, mas dentro das condições de tolerância para este aspecto.

De modo geral estas membranas vem em rolos, com cobertura de polietileno, de areia fina ou de ardósia, para proteção da superfície.  

Dentre as opções de utilização do asfalto moldado in loco, pode-se recorrer ao uso do cimento asfáltico de petróleo, ou de soluções, ou de emulsões asfálticas. De algum modo, estas soluções oferecem vantagens em termos de aplicação, tendo em vista que não necessitam ser aquecidas para o rebaixamento da viscosidade, e ainda que, elas aderem bem ao substrato úmido, melhor do que o cimento asfáltico de petróleo. Contudo as soluções e as emulsões asfálticas apresentam menor condição de durabilidade do que o asfalto natural.

Os materiais betuminosos apresentam ainda como característica a fluência com o nível da temperatura; por esta razão, costumam ser adotados acessórios denominados por “reforços”, ou “armaduras”, de modo a minimizar este processo. Os tipos mais comuns são a lã de vidro, e algumas resinas poliméricas.

Preparação dos serviços e cuidados especiais

Alguns cuidados devem ser tomados em consideração quando na execução dos serviços de impermeabilização. Em primeiro lugar, a superfície deverá estar limpa e isenta de poeira, de modo a se ter melhor condição de aderência da impermeabilização.

No caso de lajes de cobertura deve haver um caimento mínimo, da ordem de 1%, de modo que a água não se acumule sobre a impermeabilização.

As mantas são fixadas ao substrato em suas partes extremas, e apresentam recobrimento mínimo quando considerada uma e outra manta.

A solidarização da manta ao substrato se dará conforme a natureza do polímero que compõe a manta; para o caso da borracha butílica, termoplásticas, a aplicação se dará com o auxílio do processo térmico, com o auxílio de maçaricos, e para o caso do PVC, termofixo, a solidarização se dará com o auxílio de adesivos e de solventes especiais.

É evidente que se deve ter o cuidado de não perfurar o sistema de impermeabilização, quando na execução de alguns serviços, como os de instalação de antenas.

Para os casos de materiais de membranas pré-fabricadas, ou moldadas in loco, toma-se em consideração a dimensão da laje de cobertura, em termos da área, de modo a poder ter algum controle sobre a variação dimensional da estrutura.

Algumas disposições construtivas importantes associadas aos sistemas de impermeabilização

Alguns elementos construtivos estão associados aos sistemas de impermeabilização, devendo ser tomados alguns cuidados quanto à disposição desta ou dos seus acessórios, com relação a esses elementos, de modo a se garantir a estanqueidade. São os casos de: rodapés, soleiras de portas, platimbandas, ralos, e outros.

Para os casos de transição entre pisos e paredes, rodapés e platimbandas, nos cantos de interface, a impermeabilização nunca deve ser interrompida, em outras palavras, não deve haver espaço preferencial para a umidade, seja por meio do piso ou da parede. A impermeabilização deve acompanhar a mudança de direção com relação ao piso, e ser embutida, conforme a Figura 4 (a figura dispensa os demais elementos construtivos).

Figura 4: Encontro piso parede

Em encontros entre pisos e paredes a argamassa de regularização deve acompanhar a mudança de direção, de forma a se tornar em uma ‘meias-cana”, com o raio da ordem de 8,00 cm.

Para os casos de paredes e de alicerces em contato com o solo, deve-se prevenir o acesso da umidade, a qual pode vir do solo através do contato lateral da parede com este, induzindo-se à percolação; ou por meio da ascensão capilar, pelo alicerce. Para tanto, recomenda-se que a parede seja revestida com argamassa impermeável até a altura de 0,8 m do lado interno (a qual é a altura comum capaz de a água subir por capilaridade); assim como os tijolos assentados com argamassa impermeável até 0,35 m, e do lado externo, a argamassa seja impermeável até 0,6 m acima do nível do solo.

O alicerce ou o baldrame deve ser revestido de argamassa impermeável, com a espessura de 1,5 cm, descendo até 0,15 m, em forma de capeamento. Um material betuminoso pode ser aplicado sobre o capeamento do alicerce, entre a argamassa e a parede. O contrapiso também pode ser feito com o uso de argamassa impermeável. A Figura 5 procura ilustrar os casos de paredes e de alicerces.

Figura 5: Alicerces paredes e contrapisos

Nos casos de pisos, estes podem ser feitos a partir de uma combinação de concreto não impermeável e com uma argamassa impermeável, de aproximadamente 3,5 cm, como sugere na Figura x, agora apresentada.

As escadas podem apresentar caminhos preferenciais para a penetração de água ou de umidade. Por esta razão ela precisa ter proteção por completa, como sugere a Figura 6.

Figura 6: Impermeabilização em escadas

Com relação às soleiras, a impermeabilização deve proteger a soleira, os marcos de portas e as portas como sugere a Figura 7. Nestes locais, a água pode ficar represada. A impermeabilização deve adentrar pelos menos 50 cm,

Figura 7: Soleiras

Nos casos de mastros e antenas, deve se atentar para que a impermeabilização não seja perfurada quando na instalação destes acessórios. As perfurações devem ser realizadas previamente, e a impermeabilização deve acompanhar o acessório, conforme a Figura 8.

Figura 8: Mastros de antenas

Um dos aspectos mais importantes também é com respeito aos casos de ralos e tubulações, de modo a poder garantir a continuidade da estanqueidade. Neste caso, a junta entre a laje e o ralo pode se tornar um caminho preferencial para a água. A Figura 9 mostra como a impermeabilização deve recobrir o ralo.

Figura 9: Ralos e cuidados

Deve-se prever o diâmetro de 25 mm a mais, conforme o cálculo da vazão, pois os arremates finais diminuem a seção.

Em terraços, a inclinação dos pisos deve ser de aproximadamente 1%, de modo a se permitir o escoamento das águas. Recomenda-se ainda um ralo para cada 50 m², e o diâmetro mínimo de 75 mm.

No caso do uso de mantas de impermeabilização, estas devem apresentar sobreposição de 10 cm, conforme a Figura 10.  

Figura 10: Sobreposição de mantas

Nas juntas entre lajes deve ser feita a impermeabilização, contando com recursos tais como mantas, mástique e acessórios de ligação, a partir de materiais metálicos ou poliméricos.

Dentre a composição de um sistema de impermeabilização podem ser citados os seguintes elementos:

-Estrutura: É a estrutura que está sendo protegida.

-Regularização: Tem por finalidade conferir o nivelamento e a regularização da superfície, de modo à se evitar a ocorrência de elementos pontudos que possam perfurar a impermeabilização.

-Primer: Tem por finalidade promover a melhor aderência entre a superfície e a impermeabilização, para os casos de impermeabilização por pinturas.

-Impermeabilização: É o elemento principal e funcional do sistema.

-Proteção mecânica: Tem por fim proteger a camada de impermeabilização de possíveis perfurações. Normalmente ela possui juntas a cada 1,5 m.

Proteção térmica: Tem por fim diminuir os gradientes térmicos que possam atuar na estrutura e impermeabilização, de modo a diminuir o “trabalho” das estruturas com variações dimensionais causadas pelas expansões e contrações.

Piso: É o acabamento.

Mástique: Tem por finalidade permitir a absorção das deformações dos sistemas cimentícios, entre o sistema de impermeabilização e a parede.

Impermeabilização no contexto e funcionalidade

Quanto ao tipo de estrutura que se vai impermeabilizar, se deve considerar o estádio de cálculo, a sua finalidade, a presença de cargas atuantes; deve se considerar sobre como a estrutura será solicitada, de modo que o sistema de impermeabilização seja compatível. As deformações devem ser previstas, e a elasticidade requerida. Alguns tipos de estruturas podem ser impermeabilizadas por um sistema de impermeabilização rígida, onde ela não estará sujeita à condições de esforços de flexão ou de fadigas, como nos casos de subsolos (Figura 11).

Figura 11: Contexto de subsolos

Um contexto bastante apontado é quanto à pressão da água, em termos de atuação sobre o sistema de impermeabilização. Neste sentido, a pressão da água poderá impor pressão lateral, no sentido de comprimir o sistema, ou de arrancar o sistema de impermeabilização, quando no sentido inverso. Considerando o primeiro, pode-se tomar o exemplo de reservatórios que estejam apoiados, quando se considera a ação da água do seu interior; e no segundo caso, a ação da água exterior, para o interior do reservatório, nos casos de reservatórios enterrados (Figura 12).

Figura 12: Contextos de reservatórios