Impermeabilización y monitoreo de construcciones subterráneas: Impulsando la sostenibilidad

Igor González Pérez. Business Developer Tunneling & Mining – Sika SAU

Yurena Seguí Femenias. CEO – Duramon

Maria Teresa Bellver Baca. Market Developer Manager Mining – Sika Services AG

Ignacio Aguilar Sánchez. Junior Corporate Project Manager – Mining- Sika Services AG

Ricardo Martínez. Business Developer Tunneling & Mining – Sika SAU

07/03/2025

La construcción de infraestructuras subterráneas está evolucionando hacia un modelo más sostenible, en el que la reducción de emisiones de CO₂, la optimización de materiales y la mejora del rendimiento son aspectos clave.

SikaProof® es una marca registrada

Introducción

Comprometida con el objetivo de sostenibilidad, Sika comienza 2025 con el lanzamiento de una innovadora campaña: 'Circular Concrete. Mucho más que hormigón', diseñada para destacar su compromiso con la sostenibilidad, la eficiencia y la durabilidad en el sector del hormigón (Fig. 1).

Figura 1. Los tres desafíos de sostenibilidad de la campaña Circular Concrete (Fuente: Sika. Circular Concrete).

El cemento y hormigón, materiales esenciales en proyectos de túneles y minería, son responsables de una parte considerable de la huella de carbono en el sector. En particular, el hormigón desempeña un papel fundamental, no solo por su alto consumo de cemento, sino también por su impacto en la seguridad del proceso constructivo y la durabilidad de la estructura. Uno de los principales desafíos en este tipo de obras es la degradación prematura del hormigón debido a la filtración de agua. Las infiltraciones no solo comprometen la resistencia del material, sino que también aumentan los costos de mantenimiento y reducen la vida útil de la estructura. Frente a este reto, la impermeabilización juega un papel crucial, ya que permite mitigar los efectos del agua y proteger el hormigón frente a agentes externos. Además, la implementación de sistemas de monitoreo estructural optimiza la seguridad y facilita un mantenimiento preventivo eficiente, permitiendo detectar daños antes de que se conviertan en problemas críticos. Esto garantiza la máxima eficiencia y seguridad a largo plazo.

En línea con estos principios, Sika ha desarrollado soluciones innovadoras que maximizan la durabilidad de las infraestructuras subterráneas mediante sistemas de impermeabilización avanzados. Un claro ejemplo de esta estrategia es la tecnología SikaProof, basada en membranas de poliolefina flexible (FPO), que forma un enlace doble mecánico y químico con el hormigón in situ, evitando la migración de agua y minimizando el riesgo de filtraciones. Su diseño optimiza el proceso de instalación y reduce la necesidad de mantenimientos correctivos, contribuyendo a la sostenibilidad de la construcción subterránea, al disminuir el consumo de materiales y la generación de residuos.

Extensión de la vida útil del hormigón

Para lograr una construcción subterránea más sostenible, es fundamental reducir el deterioro prematuro del hormigón y minimizar la necesidad de reparaciones constantes. Cada intervención de mantenimiento implica un consumo adicional de materiales y recursos, así como un aumento en la generación de residuos y emisiones de CO₂. Factores como la filtración de agua, la acción de sulfatos y cloruros, así como los ciclos de congelación-descongelación, pueden comprometer la durabilidad del hormigón (Fig. 2), acelerando su deterioro y aumentando los costos de mantenimiento.

Figura 2. Principales causas de ataque al hormigón en estructuras subterráneas (Fuente: Sika. Circular Concrete).

En este sentido, los sistemas de impermeabilización de estructuras subterráneas suponen un aspecto clave en la prolongación de la vida útil del hormigón. En un sistema tradicional de impermeabilización de túneles, la complejidad de la instalación puede generar puntos débiles que faciliten la aparición de filtraciones de agua, lo que a su vez deteriora progresivamente la estructura. Para mitigar estos efectos, se emplean juntas waterstop y bridas de inyección, lo que no solo incrementa la complejidad del proceso constructivo, sino que también genera mayores costos y tiempos de ejecución.

Tecnología SikaProof-110: Innovación en impermeabilización subterránea

Con el fin de solventar estos desafíos que se presentan en la impermeabilización del túnel, Sika ha desarrollado el sistema SikaProof-110 para túneles, que consiste en una membrana de poliolefina flexible/termoplástica (FPO/TPO) totalmente adherida y un geotextil de polipropileno (PP) soldado por puntos en la cara posterior (Fig. 3).

Figura 3. Esquema de la configuración del sistema SikaProof-110 para túneles.

Su sólida unión mecánica y química con la estructura de hormigón soporta altas presiones de agua y resiste la migración lateral de agua eliminando la necesidad de juntas waterstop y bridas de inyección. Su tecnología de adhesión total impide que el agua circule entre la membrana y la estructura, facilitando la localización de daños encubiertos daños ocultos que puedan comprometer la estabilidad del túnel, y facilitando los trabajos de reparación en caso de ser necesarios. Además, su integración con sensores de monitoreo estructural permite una evaluación en tiempo real del estado del hormigón, asegurando su correcto desempeño y facilitando intervenciones tempranas cuando sea necesario.

Monitorización estructural: optimización del mantenimiento

El conocimiento limitado sobre el estado real de una estructura suele derivar a mantenimientos tardíos que afectan la seguridad estructural y el uso eficiente de recursos, o en reparaciones prematuras que incrementan costos y mano de obra. Este desafío es recurrente en numerosos países industrializados, lo que subraya la importancia de contar con diagnósticos precisos sobre la salud de la estructura para poder tomar decisiones oportunas y medidas adecuadas. De este modo, se prolongaría la vida útil de la estructura al aplicar reparaciones mayores sólo en zonas críticas y evitando intervenciones innecesarias. Asimismo, se facilitarían las intervenciones tempranas, permitiendo reparaciones mínimamente invasivas y reduciendo el uso de hormigón. Los métodos tradicionales basados en inspección visual y pruebas estructurales son costosos, demandan mucho tiempo y, en ocasiones, no logran detectar los daños en sus etapas tempranas, lo que resulta en un mantenimiento reactivo en lugar de proactivo. Como consecuencia, se generan costos adicionales y se requiere una mayor producción de hormigón a largo plazo debido al aumento de reparaciones mayores.

Para abordar estos retos, cada vez más propietarios de infraestructuras optan por el mantenimiento predictivo, que permite anticipar la evolución del daño y optimiza la planificación del ciclo de vida. Este enfoque requiere datos continuos (en tiempo real) y fiables. DuraMon, spin-off de ETH Zürich, ofrece soluciones inteligentes de mantenimiento predictivo. Su sistema combina sensores de última generación, registradores de datos y análisis de datos avanzado basado en los conocimientos científicos más recientes para proporcionar información altamente fiable sobre la salud de la estructura. Permite un seguimiento continuo de todos los parámetros clave en la degradación del hormigón armado, con especial enfoque en la corrosión de la armadura. Dado que no hay un valor absoluto ni un único parámetro que determine la presencia de daño, la medición simultánea de todos los parámetros relevantes permite, por primera vez, cerrar la laguna de información que los métodos de inspección tradicionales no logran cubrir (Tabla 1).

Tabla 1. Comparación de la evaluación del estado de la infraestructura: métodos convencionales vs. monitorización de DuraMon.

La solución de DuraMon permite un diagnóstico preciso de los factores causantes del daño, intervenciones específicas en las áreas afectadas y la selección de reparaciones adaptadas a cada zona de la estructura. Todo ello, además de mejorar la resistencia frente a las condiciones adversas identificadas, incrementa la durabilidad de las reparaciones (Tabla 2).

Tabla 2. Contribución de la monitorización en la extensión segura de la vida útil y optimización de la gestión de infraestructuras.

DuraMon ha implementado con éxito su solución en 16 proyectos, incluyendo túneles y otros tipos de estructuras. En la figura 4 se observa la instalación de los sensores en uno túnel en Suiza.

Figura 4. Instalación de los sensores de DuraMon para la monitorización del deterioro de la estructura.

Optimización del rendimiento y reducción del tiempo de aplicación

La sostenibilidad en la construcción subterránea también implica mejorar la eficiencia de los procesos, reduciendo el desperdicio de materiales y minimizando el tiempo de exposición de los trabajadores en entornos de alto riesgo. Un sistema de impermeabilización que facilite una instalación rápida y segura contribuye significativamente a la reducción del consumo de recursos y al aumento de la seguridad en obra.

En este sentido, la membrana SikaProof110 destaca por su facilidad de instalación, ya que no requiere adhesivos adicionales ni fijaciones mecánicas complejas. Su diseño facilita una instalación tres veces más rápida que los sistemas convencionales, reduciendo los tiempos de ejecución, y optimizando el desarrollo de los proyectos (Fig. 5).

Figura 5. Comparación de la instalación de sistemas de impermeabilización convencionales frente al sistema SikaProof para túneles (Fuente: Sika. Nueva generación en impermeabilización de túneles con SikaProof).

Reducción del uso de material y optimización de costos

La reducción en el uso de materiales es un factor determinante para minimizar el impacto ambiental en las construcciones subterráneas. Al eliminar la necesidad de discos de fijación, juntas adicionales y adhesivos, SikaProof-110 no solo reduce el desperdicio de material, sino que también disminuye el consumo energético asociado sistema su aplicación (Fig. 6). Esto se traduce en una menor generación de residuos y en una reducción significativa en la huella de carbono del proyecto.

Figura 6. Reducción de consumo de materiales y de emisiones de CO₂ del sistema SikaProof para túneles respecto a los sistemas convencionales (Fuente: Sika. Nueva generación en impermeabilización de túneles con SikaProof).

Conclusión

Las tecnologías SikaProof-110 y DuraMon son un ejemplo de cómo la innovación puede contribuir a la sostenibilidad del sector. Estas soluciones avanzadas permiten proteger y monitorizar el hormigón, reduciendo el consumo de productos y prolongando su vida útil, lo que implica un impacto ambiental significativamente menor en los procesos constructivos.

En Sika, estamos comprometidos con el desarrollo de soluciones que permitan construir infraestructuras subterráneas más resistentes, eficientes y respetuosas con el medioambiente.

La adopción de estrategias innovadoras y sostenibles no solo mejora el desempeño estructural, sino que también permite a los profesionales del sector alcanzar la excelencia operativa mientras contribuyen a un futuro más responsable con el planeta.

¿Quieres conocer cómo estas tecnologías pueden beneficiar tu próximo proyecto subterráneo? Contacta con nuestro equipo hoy mismo y construyamos juntos un futuro más sostenible.

Referencias