Por Rick A. Huntley, KTA-TATOR, INC.
Las estructuras de estacionamiento de hormigón se pintan con frecuencia por motivos estéticos, para mejorar la iluminación (cuando se utilizan recubrimientos de colores claros) y para protegerlas. Las estructuras más antiguas se repintan con frecuencia durante los proyectos de rehabilitación o ampliación. Desgraciadamente, la preparación de la superficie y la aplicación de la pintura pueden ser una simple nota en un plano, ya que se considera algo cosmético.
En este artículo, el contratista propuso el sistema de preparación y pintura para un proyecto de renovación de un aparcamiento, que fue aceptado por el propietario. Poco después de que se completara el proyecto, el recubrimiento comenzó a agrietarse y delaminarse. A continuación se presentan los antecedentes, la investigación, las conclusiones y recomendaciones, junto con las lecciones aprendidas.
Antecedentes
Recientemente se renovó un estacionamiento de varios niveles en una ciudad de la costa este de EEUU. El estacionamiento de concreto se había ampliado al menos dos veces anteriormente, y la sección más antigua tenía más de 30 años. Parte del proyecto incluía pintar todas las superficies de concreto del estacionamiento. Según se informa, no se preparó ninguna especificación de pintura para el proyecto, pero el contratista de pintura propuso los siguientes métodos para pintar las superficies interiores de concreto:
• Lavar a presión todas las superficies del techo y las paredes;
• Rascar y eliminar cualquier resto de pintura suelta o descascarillada de las superficies de las paredes y los techos.
• Imprimar las zonas necesarias con una imprimación/sellador 100 % acrílico.
• Aplicar dos capas de pintura acrílica de acabado a todas las paredes y techos.
Todas las superficies interiores de hormigón se lavaron a presión a 3000 psi con un cabezal giratorio de 0 grados. Según el contratista, el objetivo principal del lavado a presión era limpiar la superficie, ya que había hollín visible procedente de los gases de escape de los coches. La imprimación acrílica se aplicó en las zonas donde el lavado a presión había eliminado el recubrimiento. La imprimación se superpuso a la pintura existente intacta. Una vez seca la imprimación, se aplicaron las capas de acabado de látex acrílico.
La ficha técnica del producto indicaba que se recomendaba su aplicación sobre diversas superficies, incluido el hormigón. El espesor recomendado de la película seca era de entre 1,2 y 1,5 milésimas de pulgada.
La ficha técnica del producto para la capa superior de látex acrílico no incluía instrucciones específicas para la aplicación del recubrimiento sobre hormigón previamente pintado, pero sí indicaba que podía utilizarse en recubrimientos exteriores, puertas, molduras y ventanas nuevos y previamente pintados, debidamente preparados e imprimados. El espesor de película seca recomendado era de 1,5 milésimas de pulgada por capa.
Algún tiempo después de la aplicación de los recubrimientos, se produjeron grietas y desprendimientos. Se investigó el fallo del recubrimiento para determinar la causa.
Fig. 1: Delaminación del recubrimiento que no se eliminó previamente durante el proceso de limpieza y pintura. Derechos de fotos por KTA-TATOR, INC.
Examinando el problema
Se realizó una visita al lugar para ayudar a determinar la causa del fallo. Se pudo acceder a las superficies de hormigón del garaje desde la cubierta del mismo y desde una escalera de mano de 1,8 metros. Se realizaron las siguientes observaciones.
Las superficies de hormigón, incluyendo el techo, las paredes, las columnas y las barricadas, estaban recubiertas con pintura blanca. En algunas zonas del garaje se observaba un desprendimiento considerable del recubrimiento, principalmente en las secciones en forma de «T» del techo. El desprendimiento era mínimo en las columnas, las barricadas y las paredes. El garaje se había construido en tres secciones. Una de las secciones se construyó hace aproximadamente 30 años, y el desprendimiento era notablemente mayor en esa sección. El desprendimiento era mínimo en la sección más nueva. La sección central presentaba algunas zonas con un desprendimiento grave, pero no tanto como la sección más antigua.
En la mayoría de los casos, el desprendimiento llegaba hasta el hormigón desnudo, a menudo con algunos residuos de recubrimiento en la superficie. El patrón de desprendimiento era bastante similar en toda la instalación. En muchas zonas, era evidente que había áreas en las que se había eliminado el recubrimiento antiguo y se había aplicado el nuevo tanto a las superficies de hormigón desnudo como a la pintura antigua intacta. Esto era evidente porque el borde de la capa de pintura intacta era claramente visible.
Por lo general, se observaba una capa relativamente gruesa de pintura que terminaba en un borde visible, y una capa más fina en la superficie de hormigón adyacente. Era evidente que la pintura era más fina porque la textura de la superficie de hormigón era más pronunciada. Al levantar y examinar el recubrimiento en estas zonas, se observó que la pintura antigua tenía una adherencia extremadamente deficiente y se podía eliminar fácilmente, mientras que la pintura aplicada al hormigón desnudo tenía una adherencia notablemente mejor.
Fig. 2: Primer plano del recubrimiento débil y quebradizo que quedó en la superficie después de que el recubrimiento recién aplicado se delaminará.
En otras áreas, el recubrimiento parecía agrietarse y desprenderse, con los bordes de la pintura desprendida sueltos y algo curvados. Por lo general, el recubrimiento se desprendía hasta dejar al descubierto el hormigón en estas áreas, con algunos residuos de pintura en la superficie del hormigón. En algunos niveles de la instalación, la delaminación del recubrimiento era más grave alrededor de posibles fuentes de intrusión de humedad, incluidas las juntas de expansión y los desagües.
Independientemente de si la pintura descascarillada se encontraba en una zona donde el recubrimiento ya se había desprendido anteriormente o en una zona donde no era así, la parte posterior de las virutas de recubrimiento desprendidas era uniformemente calcárea y, en algunos casos, había zonas visibles de pintura vieja y desmenuzada adheridas a la parte posterior. La superficie frontal de la pintura delaminada no presentaba un aspecto notablemente calcáreo ni deteriorado. La adhesión de la pintura se evaluó en muchas zonas de acuerdo con la norma ASTM D-3359 «Medición de la adhesión mediante prueba de cinta adhesiva», método A (corte en X).
La adhesión se calificó como 0A en las zonas donde la pintura antigua aún estaba intacta y parte de la pintura adyacente se estaba desprendiendo. El recubrimiento se podía despegar fácilmente de la superficie tirando de los bordes. En general, en las zonas donde no había desprendimiento, la calificación de adhesión oscilaba entre 1A y 4A.
Había muchas áreas en las que era evidente que el recubrimiento antiguo se había desprendido o se había eliminado antes de aplicar el nuevo recubrimiento. En algunas de estas áreas, el recubrimiento antiguo restante se levantó un poco en el borde donde limitaba con el área previamente desprendida. El nuevo recubrimiento se adhirió bien al punto previamente desprendido, pero había algo de exceso de pulverización debajo del borde levantado de la pintura antigua, lo que indicaba que ese borde se había levantado antes de aplicar la nueva pintura.
Se midió el contenido relativo de humedad del hormigón en numerosos puntos utilizando medidores de humedad que emplean radiofrecuencias para medir el contenido de humedad en los 1,9 cm superiores de la superficie. En la mayoría de las zonas medidas en la sección más antigua del aparcamiento, el medidor indicó que había un exceso de humedad (por encima del límite de detección del medidor). En otras zonas, donde no había descascarillado de la pintura, el medidor seguía mostrando altos niveles de humedad, pero dentro del rango del medidor.
Fig. 3: Manchas de recubrimiento fuertemente adherido dentro del área de delaminación
Análisis de laboratorio
Las muestras del recubrimiento retiradas de las superficies de hormigón del aparcamiento fueron examinadas por un laboratorio forense especializado en recubrimientos. El análisis de laboratorio consistió en un examen microscópico y una espectroscopia infrarroja. El examen microscópico confirmó lo que se había observado durante la visita al lugar. Había varias capas de pintura en las zonas con mala adherencia y delaminación del recubrimiento; la capa posterior era blanda, pulverulenta, discontinua y llena de huecos.
El análisis espectroscópico reveló que la capa superior recién aplicada era acrílica, tal y como se había informado. En una zona, se observaron indicios de alguna modificación con vinilo. Resultó difícil determinar la identidad genérica de las capas antiguas de pintura que se recubrieron durante la renovación, ya que estaban tan deterioradas que no quedaba suficiente resina para realizar una identificación positiva. En otras zonas en las que aún quedaba más resina, se determinó que la formulación de las capas antiguas de pintura se basaba en resina de vinilo (acetato de polivinilo o PVA).
Conclusiones y Recomendaciones
La investigación del lugar y las pruebas del laboratorio forense indicaron que la causa del desprendimiento de la pintura aplicada a las superficies de hormigón del aparcamiento era la presencia de una capa anterior que no se había eliminado adecuadamente antes de aplicar el nuevo sistema de pintura. La nueva capa se aplicó sobre una capa antigua y débil de pintura, y la tensión adicional de la pintura recién aplicada provocó que la pintura antigua, mal adherida, se desprendiera. Al parecer, la pintura recién aplicada tenía una adhesión satisfactoria a la pintura antigua, pero esta última tenía una mala adhesión al sustrato de hormigón.
Según se informa, el contratista limpió las superficies de hormigón previamente pintadas con agua a una presión de 3000 psi; sin embargo, el objetivo del lavado a presión era eliminar el hollín de los tubos de escape de los coches. Aunque el agua a una presión de 3000 psi elimina la pintura suelta, a menudo resulta ineficaz para eliminar la pintura que tiene poca adherencia pero que aún no se ha desprendido. Un examen minucioso de muchas de las zonas de delaminación indicó que parte del recubrimiento, sin duda ya suelto, se había eliminado con el lavado a presión, mientras que el recubrimiento adyacente permanecía intacto a pesar de tener una adherencia extremadamente deficiente.
El recubrimiento antiguo que quedaba en la parte posterior de las virutas de recubrimiento delaminadas era calcáreo y/o quebradizo. Cuando se retiró a mano la pintura delaminada durante la visita al lugar, se transfirió una cantidad considerable de cal a los dedos del investigador. En muchas zonas de delaminación, quedó una capa discontinua de pintura antigua quebradiza en la superficie de hormigón. La presencia de la capa débil de pintura vieja en la parte posterior de la pintura recién aplicada se confirmó mediante el examen microscópico de laboratorio.
Las pruebas realizadas durante la visita al lugar indicaron que gran parte del hormigón del garaje tenía un alto contenido de humedad. Según la experiencia del investigador en el uso de un medidor de humedad de radiofrecuencia para medir la humedad en el hormigón, el hormigón relativamente seco arrojará una lectura de aproximadamente 200 o menos en el medidor (los números más altos indican más humedad). Muchas zonas del aparcamiento arrojaron lecturas de 999 (la lectura más alta que puede mostrar el medidor, por lo que los niveles de humedad podrían haber superado este valor).
La presencia de agua en el hormigón crea dos problemas. Un contenido de humedad muy alto en el hormigón puede provocar la delaminación de los recubrimientos, aunque normalmente no en la medida en que se observa en el aparcamiento, con recubrimientos de látex relativamente finos. El segundo problema es que provoca el deterioro de la pintura. Las pruebas realizadas a la pintura de la parte posterior de las virutas que se retiraron del aparcamiento indicaron que la resina de la pintura antigua era PVA (o se había deteriorado hasta el punto de que no se podía identificar la resina). Los recubrimientos de PVA se hidrolizan y se deterioran tras una exposición prolongada al agua.
Fig. 4: El recubrimiento se eliminó parcialmente durante el proceso de limpieza y pintura. Como resultado, los bordes del recubrimiento intacto se levantaron.
Había indicios de que no se había eliminado toda la pintura suelta antes de aplicar las pinturas acrílicas de látex. Esto era evidente porque en algunos puntos el borde de la pintura antigua se había levantado y había algo de pintura seca pulverizada o superpuesta sobre el hormigón desnudo debajo de la pintura antigua levantada. Aunque esto ocurrió, solo se descubrió en ocasiones aisladas y no se consideró un factor significativo que contribuyera al problema de delaminación.
Se recomendó «sondear» la superficie con agua a alta presión (entre 5000 y 10 000 psi) utilizando una punta giratoria de 0 grados para eliminar intencionadamente la pintura mal adherida y/o deteriorada. Sin embargo, dado que las presiones en el extremo superior del rango pueden dañar el hormigón, se recomendó que el contratista comenzara con la presión más baja y la aumentara gradualmente hasta que se produjera algún daño en el hormigón en una pequeña zona. A continuación, se reduce la presión hasta que no se produzcan daños, pero se mantiene lo suficientemente alta como para eliminar el recubrimiento deteriorado. Una vez eliminado el recubrimiento mal adherido, se recomendó recubrir toda la superficie con una imprimación acrílica y una capa superior, siguiendo las recomendaciones del fabricante del recubrimiento.
Lecciones aprendidas
No es raro que se produzca este tipo de delaminación del recubrimiento cuando se repinta sobre recubrimientos existentes que ya tienen una adhesión comprometida. El simple hecho de eliminar la pintura que ya está suelta y luego repintar lo que queda suele provocar una mayor delaminación de la pintura antigua. Se debe tener cuidado de eliminar toda la pintura antigua que tenga una mala adhesión o se haya deteriorado para evitar la delaminación tanto de la pintura antigua como de la recién aplicada.
Fig. 5: Los fallos en el recubrimiento eran generalizados en muchas zonas.
Recordemos que, en el contexto de este caso, no se preparó ninguna especificación sobre la preparación de la superficie y el pintado del hormigón, ni se realizó una evaluación del estado de los recubrimientos existentes (es decir, pruebas de adhesión para determinar la integridad de las capas de recubrimiento existentes) ni mediciones del contenido de humedad del hormigón.
Cuando el propietario de una instalación está considerando mantener un sistema de pintura existente, dos de los pasos más críticos son:
1. Determinar si el sistema existente puede soportar las tensiones de capas de recubrimiento adicionales; y
2. Determinar en qué medida debe eliminarse el recubrimiento existente.
Si se hubiera realizado una evaluación del estado del recubrimiento existente, probablemente se habría revelado que no era posible recubrir el sistema existente y que era necesario retirarlo y sustituirlo por completo. Es de esperar que eso hubiera dado lugar a la elaboración de una especificación en la que se detallaran los requisitos para la preparación de la superficie, los niveles máximos de humedad del hormigón antes del recubrimiento y el sistema de recubrimiento recomendado, incluidos los requisitos de aplicación.
