PATOLOGÍA EN CUBIERTAS DE ZINC

Podríamos denominar la PATOLOGÍA, en este caso, como ciencia que se propone estudiar los procesos morbosos de la chapa de zinc una vez instalada en una cubierta.

Debe considerarse así, la patología, como ciencia por tener sujetos  y métodos propios de investigación que la caracterizan.
Aplicando así la patología, la podemos entender como una ciencia autónoma en la que objeto consiste en el estudio del comportamiento del zinc por influencias internas o externas, físicas o químicas.

Los métodos patológicos  que en nuestros estudios mantenemos son la observación, la experimentación  y el raciocinio. la observación que es el resultado de aplicar atentamente los sentidos a los fenómenos que se desarrollan en el metal. la observación directa y seguida del material una vez instalado, pone de manifiesto la manera de producirse los fenómenos, como se desarrollan y modo de atajarlos, si cabe.
El raciocinio   es la filosofía de la observación y experimentación. los hechos recogidos y la anotación de los experimentos, de poco nos servirían si el raciocinio no formula un criterio apropiado para cada caso morboso.
la repetición de casos o sus analogías nos permiten erigir veraces doctrinas, teorías e hipótesis que vamos dando a conocer.

MUCHOS FENÓMENOS PODRÍAN SER EVITABLES.

Ese zinc que se vendió, se vende  como eterno, como inmejorable para las cubiertas. Precisamente  una  de las alteraciones  que mayormente  está acusando  son  corrosiones. Cubiertas con muy pocos años dejan ver  este fenómeno que termina llevándolas a la ruina total. Lo más sorprendente es que quienes tanto han promocionado la chapa de zinc “escondan la cabeza bajo el ala” y  no se pronuncien acorde con la realidad, con la realidad de lo que está sucediendo. Que nosotros sepamos,  no se están dando razonamientos concretos a cerca del comportamiento negativo, ruinoso de la hoja de zinc que , en muchísimos casos se está viendo a lo largo de nuestra geografía.

Los datos de cubiertas ruinosas que barajamos son tan suficientemente alarmantes que bien merece destinar tiempo a un estudio en profundidad a fin de dar con los fenómenos morbosos que alteran el metal,  y no seguir cayendo en el error de prescribir cubiertas con sistemas que sabemos que no funcionan.

Es incomprensible ver como la demanda de la hoja de zinc  más que mantenerse  crece y se siguen utilizando los mismos sistemas de instalación que están conduciendo a la ruina a las ya realizadas. 

Imagen de chapa de zinc inservible a consecuencia de la corrosión (cubierta con pocos años de vida )

El ZINC, se viene utilizando a lo largo de la historia como elemento principal en cubiertas, antaño su presencia era mucho mayor en edificaciones representativas las que incluso se terminaban  coronando  con ricas  ornamentaciones de este material. En muchas de esas edificaciones aún se puede contemplar el zinc con el desgaste lógico del paso del tiempo, que además le aporta esa característica de color tan singular.

Lamentablemente tenemos que destacar en la actualidad lo evidente y es que con muy pocos años de vida, en ocasiones por debajo de los 5 , el zinc se agota  acusando  patologías que no se dan así en las cubiertas más antiguas.
Bien es cierto que hasta hace unos cuantos años, en nuestro país el empleo de la hoja de zinc en cubiertas era muy pequeño, se utilizaba en mayoría como complemento en otro tipo de cubiertas para resolver encuentros, para recogidas de agua, ornamentos etc, . Todo cambió y su utilización pronto  empezó a ocupar los primeros puestos, pasando muy por encima de los materiales tradicionales por nosotros empleados, pizarra, teja por ejemplo.

Es lógico pensar que nadie en aquellas épocas auguraba un  futuro ruinógeno, presente que estamos viviendo, ¿ o quizás sí ?. Sí o no, la realidad no deja lugar a dudas, son muchas,  demasiadas las cubiertas dispersas por toda nuestra geografía, por todo el mundo,  que traen de cabeza a sus propietarios o responsables, que empiezan dando escasa importancia a una pequeña humedad, pasando de reparar una pequeña gotera a finalmente   sentir verdadera impotencia. Aquellos que les vendieron majestuosidades o no aparecen o se terminan culpando unos a otros o culpando a la atmósfera que lo puede todo. No nos circunscribimos  a construcciones ni a zonas  concretas, los fenómenos adversos se pueden dar en todo tipo de construcciones publicas o privadas, grandes y pequeñas, en el centro, en la montaña o en la costa, en la ciudad o en el rural, es decir, todas pueden ser   susceptibles de sufrir esos daños, la realidad así lo demuestra.

Sería de gran utilidad  que los  que,   alardeando de que llevan años en el sector se consideran expertos dando consejos por doquier, estudiasen  o simplemente leyesen  y se ilustrasen para terminar  reflexionando   sobre esto del funcionamiento de las cubiertas de zinc.

Muchas cubiertas se arruinan hasta el punto de deshacerse totalmente la chapa  y los autollamados “expertos” las conocen ¿cómo es posible que no sepan dar un diagnóstico razonando a lo que sucede con aquello que han aconsejado con tanta firmeza ? como son los soportes de tableros , las láminas “de ventilación” los adyacentes fabricados a propósito para las ventilaciones tales como  lagrimeros, beatas, cumbreras, laterales  etc etc. Todos estos adyacentes, complementos o como se les quiera llamar, a juicio de este autor son una pantomima, sirven más que nada para engrosar el presupuesto y obtener pingües beneficios económicos. O de lo contrario, ¿porque realizadas las cubiertas con tanto adorno y siguiendo ciertas directrices se corroen? Lo peor de todo es que nadie sabe o no quiere decir cual es la causa que por otra parte es evidente.

Si la chapa se corroe partiendo de la cara oculta es muy sencillo deducir que algo la está atacando, pues hasta ahora, que sepamos, el zinc tiene que ser ayudado por algún otro elemento para que despierte el fenómeno de la corrosión, esos elementos se utilizaron  en la instalación y se vendieron con todas las garantías, es más, sin ellos, a priori, no se garantizaría la durabilidad de la chapa. Claro, reconocer que los adyacentes son los que conducen a la destrucción significa apechugar con la culpa teniendo que asumir la recogida de lo que recomendablemente se hizo. Al final nadie se aclara, en la mayoría de los casos se termina dirimiendo en foros judiciales.  

Convendría que los  fabricantes o sus filiales dedicasen tiempo al estudio de campo,  para así ver y llegar a conclusiones firmes   de porqué se producen de forma tan masiva ciertas alteraciones   y prescribiesen únicamente las conocidas  soluciones efectivas, a menos para que nuevas cubiertas que se realicen se hagan con sistemas que estén estén experimentados,  lejanos de la duda.  

Una de las patologías que más se repiten son las corrosiones electrolíticas, en menos medida las roturas por tensión. En cualesquiera de los casos ,  corregir estos fenómenos es sino imposible muy difícil.

Rotura por tensión
Rotura por tensión. Se volvió a reproducir después de repararse con estaño.

Sabido es que las corrosiones electrolíticas se producen dada la formación de un pila entre el zinc y elementos generalmente interiores masivos como pueden ser los tableros, también nos hemos encontrado este mismo fenómeno en ausencia de tableros instalado el zinc directamente sobre una lámina. (de este fenómeno hablamos en otro articulo). Se puede llegar a atajar el problema cuando la corrosión se presenta puntual y se llega a tiempo, aunque son mínimos los casos.

Por otra parte, las roturas por tensión se producen a consecuencia de dilataciones y contracciones de la chapa de zinc, cuando sucede este fenómeno suele ser  a consecuencia de obstáculos que no permiten los libres movimientos, generalmente son defectos de instalación. las roturas se producen mayormente en las juntas alzadas cuando están realizadas a doble pliegue y  las chapas son curvas o de longitudes considerables, vemos un ejemplo de rotura por tensión en la imagen anterior, en la misma imagen se puede ver como se intentó reparar la rotura con estaño sin embargo de nuevo se volvió a romper. La reparación se hizo con absoluto desconocimiento del fenómeno, limitándose a cubrir la grieta con estaño  para evitar la entrada de agua. Puede ocurrir que las roturas se lleguen a producirse incluso en las fijaciones y no las veamos, no deja de ser este fenómeno menos grave, pues se queda la chapa libre ofreciendo mínima resistencia al viento.

Rotura por tensión en la grapa de fijación (grapa fija)

 

Asociaciones de techadores repartidas por el resto de Europa, no son ajenas a los  problemas que se están dando en las cubiertas, principalmente de zinc, cobre y plomo.  (  https://www.nfrc.co.uk/blog/nfrc-blog/2016/01/20/corrosion-of-fully-supported-metal-roofing-the-situation  ) y están dando instrucciones firmes  para que se planifiquen bien las instalaciones y así poder evitar resultados tan negativos.

(ver imágenes)

Manuel Álvarez

 

CAMBIO DE COLOR EN LA CHAPA DE ZINC NATURAL

CAMBIOS DE TONALIDAD EN LA CHAPA DE ZINC NATURAL

Pregunta común cuando nos disponemos a instalar una cubierta con chapa de zinc natural. ¿cuanto tiempo va a tardar en perder el color? Antes de nada conviene entender ese término de “natural”.  El zinc que actualmente se comercializa en el mercado  para cubiertas, se produce en las fabricas bajo unos parámetros de calidad  similares conforme a unas normas específicas si bien, por lo que hemos podido ver, los procesos de fundición y laminado difieren bastante   de unas fábricas a otras. Nuestra última visita la hemos realizado a Asturiana de Laminados (“ELZINC”), en donde pudimos ver un proceso fundición y laminación de vanguardia, lo que sin duda repercute en las características finales de la plancha de zinc.  Cuando decimos zinc natural, nos estamos refiriendo a una calidad de sin más aditivos “hasta donde conocemos ” que aquellos precisos para que el metal preste su mejor servicio. Generalmente, los aportes de otros metales a la fundición, que aquí nos importan,  suelen ser pequeñas porciones de cobre y titanio. Una vez fundido el zinc, se lamina hasta conseguir el grosor y anchura  deseado, obteniendo  así   bandas embobinadas de gran tonelaje de color en superficie  parecido al de la plata pulida, se identifica como blanco agrisado con viso azulado y lustre metálico intenso, este es el zinc natural, si bien algunos dan en llamarle zinc titanio, zinc al titanio, titan zinc  etc,   poco se menciona el cobre y nada se dice zinc al cobre, será por el poco atractivo de la expresión o ¿porqué será?. No podemos dejar de mencionar que últimamente estamos viendo demasiados resultados negativos, las últimas investigaciones nos empiezan a despertar dudas sobre algunas calidades de  zinc. 

Conviene saber, que una vez terminado el proceso de laminación y el zinc esta en condiciones de comercio pudiendo ser utilizado en obra, es cuando , en fábrica, puede surtirse de diferentes   acabados, siempre superficiales, y de ahí  las ya cada vez más ofertas de  tonalidades. De estos procesos de cambios de tonalidad, sus formulas secretas están muy bien guardadas por los fabricantes, nosotros solo pudimos ver la majestuosa maquinaria, en la fabrica ya citada,  y como entra el metal de un color y sale de otro, la explicación que nos han dado, “secreto profesional” nada más. Estos acabados, que se van a presentar en infinitas tonalidades, hasta el punto que si se hace en etapas distintas, “algunos fabricantes” no garantizan la misma tonalidad.   Los pre-patinados o más bien pigmentados,    evitan  la belleza de la transición del color natural que irá tornando en un  gris mate que es el verdadero color y por el que se identifica a primera vista, incluso de profano . Todo lo demás es un surtido de colores que no dejan de ser interesantes para quienes quieren en  sus cubiertas la calidad del zinc sin excusas; pero viéndolo del color que le apetece.  En el fondo, lo importante es que es zinc y terminará buscando su tonalidad natural. Se puede comprobar como algunas cubiertas de color negro se van tornando al color gris claro a base de suma de desagradables chorretones  , terminando por casi  ni distinguirse de un zinc natural.

HE AQUÍ LA RESPUESTA A COMO SE PRODUCE EL CAMBIO DE COLOR EN LA CHAPA DE ZINC NATURAL 

En contacto con el aire seco el zinc conserva su color brillo a la temperatura ordinaria; en el aire húmedo se cubre de una película gris que preserva a las capas inferiores de ulterior oxidación. Esta película está formada por una mezcla de hidróxido y metal; al cavo de algún tiempo toma  color blanco por la acción del ácido carbónico, formándose carbonato bárico hidratado, este se adhiere bien pero es soluble en el agua que contenga anhídrido carbónico y amoniaco. La oxidación del zinc es tanto mayor cuanto  más grosera   es su estructura cristalina.

cubiertas-de-zinc
color del zinc natural
Cubierta de zinc natural después de 15 días instalada

Como producto secundario se forma peróxido de hidrógeno. El aire en movimiento oxida más el zinc que el aire en reposo. Según la proporción de gas carbónico que contenga, el aire húmedo actúa con distinta intensidad; la acción es más enérgica en presencia de gas sulfuroso.

Podemos asegurar que el proceso de cambio de color es relativamente corto. Aunque la perdida del color inicial comienza desde el mismo momento que se instala , en algunas zonas geográficas el cambio de tonalidad visible se puede producir en un par de días siempre que se coincida con la atmósfera que lo obligue. En cualquier caso, el zinc va a dejar su brillo en tiempo muy breve, irá pasando a una tonalidad más gris y opaca, no deja de ser atractiva esta progresiva transición la que nos permite ir contemplando la belleza del cambio que terminara finalmente en una estabilidad perpetua. Antes de instalar la chapa de zinc es conveniente asesorarse bien sobre los cambios de tonalidad que va a sufrir el metal, siempre tener muy presente que la chapa de zinc al momento de instalarla va a ofrecernos un color muy brillante, a veces escandaloso, la mayoría de las veces la combinación de brillos y sombras, nos puede hacer creer que la chapa esta toda arrugada ( sin planimetría ), aunque esto de la falta de planimetría hay que verlo con más calma, la mayoría de las veces se debe más a los efectos reflejos que a deficiencias en la instalación que no hay que descartar. En ocasiones, ese dato de ver la cubierta con el inesperado brillo sugiere, a  la mente de algunos, acelerar o provocar el cambio de color ¡ OJO CON LO QUE SE HACE ! Hay fórmulas para eliminar el brillo de forma instantánea,  pero ha de ser un profesional con buenos conocimientos de química el que de las instrucciones para acometer tal trabajo. Se trata de trabajar con productos ácidos mordientes para el zinc, por eso no es aconsejable aventurarse ni ensayar sobre la propia chapa.  

En origen, la chapa era totalmente negra

Para evitar este proceso visual de cambio de tonalidad se suele acudir a la elección de chapa pre-patinada de nombres comerciales conocidos, que a priori no tienen más que eso, un color diferente desde el inicio a parte del precio  sustancialmente  mayor, color similar que la chapa de color natural va a terminar adquiriendo.

En la   imagen podemos ver dos tonalidades en la misma chapa, se trata de zinc de nombre comercial conocido (según sus etiquetas)   .  En principio las dos caras tenían el mismo color totalmente negro, pasados unos años, la parte interior siguió casi conservando el color mientras que la parte exterior se aproxima al color final del zinc natural, es decir que perdió su tonalidad negra como se puede observar.

Nota: todos los artículos y publicaciones que se hacen en la Página Web de Cumalsa, S.l. proceden de sus propias investigaciones tanto de campo como de informaciones recopiladas de diferentes textos asociados con la materia. Por lo que están amparadas por derechos de autor.  Se prohíbe  el copiado o la difusión por otro cualquier medio sin permiso por escrito del  del autor. 

M. Álvarez

EL ZINC

Por Manuel Álvarez.

Según Cohen, el zinc es un metal metaestable, es decir, que todas sus constantes físicas y mecánicas hasta ahora determinadas exceptuando su peso atómico, se refieren a sistema indefinidos. La modificación que se forma después de trescientas treinta y seis horas de calefacción en solución saturada de sulfato de zinc, de densidad 7,102, sólo se convierte  muy lentamente en la estable a la temperatura ordinaria, Según Benedick, además del punto de transformación a unos 340° tiene otros segundo análogo a unos 170°.

Se ha dicho del zinc que es un metal trimorfo: el zinc “x” existiría hasta 170°,  el zinc “b” de 170 a 330° y el zinc “y” de 330 hasta 419°. La polimorfia del zinc no está indicada cualitativamente de modo claro en las marcadas variaciones de la resistencia eléctrica del zinc comercial a temperaturas creciente. Por encima de de 300 a 310°el coeficiente de temperatura es marcadamente negativo. Pero Arpi afirma que estos cambios no deben atribuirse propiamente al zinc , sino que son consecuencias de estar purificado con el cadmio.

Benedick ha sostenido también que las variaciones bruscas que se observan en las curvas de resistencia del zinc a 170, 270 y 320° solo aparecen en presencia de cadmio . Sobre la superficie pulimentada de zinc que se deja enfriar desde una temperatura superior a la del punto de fusión lentamente hasta 180° aparecen grandes poliedros sobre los cuales se hallan otros mezclados más pequeños. Estos últimos son numerosos cuando se enfría el metal entre 360 y 330° y recubren toda la superficie de los grandes cuando el enfriamiento es por debajo de los 330°.

S.Kalischer
S.Kalischer

S.Kalischer encontró que la densidad del zinc a 0° era 7,1817 ascendiendo después de calentar a 320 hasta 330° a 7,1841. Kuhlbaum, Roth y Siedler encontraron que para el zinc destilado no prensado a 20° referido al agua a 4° la densidad de 6,1225 y después de prensado a 4000 hasta 10000 atmósferas 7,12722. En cambio, un exceso de presión y estirado en frío disminuyen la densidad. Al pasar del estado sólido al líquido el zinc se dilata, volviéndose por tanto más ligero.

La dureza del zinc es algo mayor que la de la plata y algo inferior a la del cobre. El prensado endurece el zinc, entre 80 y 90° el zinc se ablanda marcadamente, por encima de 90° se va endureciendo con rapidez, de modo que el metal a 110°se comporta como a 30° fuera de que es más quebradizo. El endurecimiento cerca de 110° requiere algún tiempo y no se presenta en el zinc puro. De 110° en adelante el zinc va ablandándose   ligeramente, al subir la temperatura hasta 200° y probablemente hasta 250°.  El zinc puro solo muestra endurecimiento cerca de 200° al principiar a fundir la dureza del zinc todavía es 1½ por 100 de la que tiene a temperatura ordinaria. La dureza del zinc disminuye cuando tiene estaño y aumenta con el antimonio, aluminio, cadmio y magnesio. La acción del 4% de cobre equivale a la 0,25% de magnesio. La misma cantidad de cadmio aumenta la dureza del zinc en un 50%, el aluminio ablanda el zinc y el fósforo lo endurece.

Se consigue que el zinc adquiera maleabilidad y flexibilidad de que carece en las condiciones ordinarias a causa de su estructura cristalina, por calefacción a temperatura elevada. A temperatura ordinaria el zinc es más quebradizo y puede romperse al golpearlo con el martillo.

La maleabilidad del zinc es mucho menor que la del hierro, en cambio la plasticidad , sobre todo la del metal fundido es mucho mayor de lo que muchos creen.

El zinc se  trabaja mejor en caliente, hasta unos 150° pero a más elevada cada vez es más difícil de trabajar de modo que a 200° es más quebradizo que a la temperatura ordinaria. Hasta el punto de que se puede pulverizar en un mortero.

La dilatabilidad del zinc a diferentes temperaturas es la siguiente:

A                                                                               19°    70°   150°   250°   300°

Dilatación %                                                           1,65  300    500     3          2

Límite de carga en Kg por mm. cuadrado       12,4  3,6     2,4     0,7       0,6.

El zinc tiene un color blanco agrisado con viso azulado y lustre metálico intenso, que se conserva si se guarda en sulfuro de carbono.

Por calefacción es el metal más dilatable, algo más que el plomo y dos veces y media más que el hierro forjado.

El coeficiente de dilatación lineal del zinc por el calor es de 0,00002905 y el cúbico entre 0 y 100° 0,000089.

Las varillas de zinc calentadas no recobran su longitud primitiva por enfriamiento.

El punto de ebullición del zinc a la presión de 760 mm. es de 920° cómo temperatura de fusión se indica la de 417°

Destacar que en contacto con el aire seco el zinc conserva su brillo a la temperatura ordinaria, en el aire húmedo se cubre de una película gris que preserva a las capas inferiores de ulterior oxidación. Esta película está formada por una mezcla de hidróxido y metal; al cabo de algún tiempo toma un color blanco por la acción del ácido carbónico formándose carbonato bárico hidratado. Este se adhiere bien pero es soluble en el agua que contenga anhídrido carbónico y amoniaco.

El aire en movimiento oxida más al zinc que el aire en reposo , según la proporción de gas carbónico que contenga el aire húmedo actúa con distinta intensidad; la acción es más enérgica en presencia de gas sulfuroso.

Cuando la superficie del zinc está oxidada cesa la acción del oxígeno seco por debajo de los 150° a mayor temperatura sigue.

El hidrógeno sulfurado a la temperatura ordinaria actúa primero sobre el zinc hasta que se ha formado una capa protectora de sulfuro, con el vapor de zinc forma sulfuro de zinc cristalizado. Mezclado con el aire, el hidrógeno sulfurado actúa rápidamente sobre el zinc.

Los halójenos húmedos atacan al zinc.

El cloro puede ser desposeído de todo indicio de agua haciéndolo pasar por limaduras de zinc.

El cloro seco no ataca al zinc y tampoco el cloro húmedo.

vista interior
parte interior de la chapa después de 20 años en contacto con madera de pino
vista exterior
parte exterior de la chapa después de 20 años expuesta a la atmósfera reinante

En el agua el zinc es estable, mientras el agua este en todo exenta de gases y el zinc sea puro. En cambio, el agua actúa con energía sobre el zinc en  presencia de oxigeno, sobre todo cuando el metal unas veces está mojado y otras no. En estas condiciones se forma algo de hidróxido que es ligeramente soluble. Destaco la certeza de estos datos, puesto que en algunas de las probetas que se están analizando en Cumalsa, S.l. Durante 17 años, vamos evidenciando que en una superficie de aproximadamente 1000 m², el zinc por su parte interior está sometido a una humedad constante siendo esta humedad provocada por vapor de agua suficientemente clorada y no se aprecia más que una ínfima capa viscosa de hidróxido . Para esta conclusión se han escogido varias  tablas al azar, sometidas a peso, preparamos una  1.120 cm³ de volumen, la cual en el momento de sacarla de su su situación original pesaba 1000 g. Sometida a secado natural en lugar cerrado y soleado durante 30 días, su peso bajo a 550 g. Lo que significa que la diferencia de peso equivale a  la cantidad de agua despejada. concretamente 0.4g/cm³, 0,4  l/dm³. Consideramos así porcentaje aproximado de  81,88% de humedad.   Destacar que la tabla es de, madera de pino, y la chapa esta directamente instalada sobre ella, Si se ha observado una exagerada corrosión   en el clavazón, por el contrario el zinc no acusa ninguna corrosión mas lejos de algunas manchas de hidróxido en zonas puntuales. La imagen  tomada de la chapa por su pare interior, se puede ver claramente las huellas de las tablas y los huecos lineales de separación. ( después de 365 días las mismas muestras extraídas siguen en observación en condiciones diferentes ) La siguiente imagen pertenece a la misma chapa por su parte exterior.

Auguste Arthur de la River

A.De la Rive, hizo detenidos estudios sobre la acción de los ácidos sobre el zinc. Esta acción está favorecida por la presencia de impurezas en el metal y el zinc puro se disuelve con alguna dificultad aún en los ácidos más enérgicos.

En sus combinaciones funciona el zinc como divalente.

El zinc no es separado de sus soluciones directamente por ningún metal, pero se separa de ellas por la corriente eléctrica.

 

 


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Nota: todos los artículos y publicaciones que se hacen en la Página Web de Cumalsa, S.l. proceden de sus propias investigaciones tanto de campo como de informaciones recopiladas de diferentes textos asociados con la materia. Por lo que están amparadas por derechos de autor.  Se prohíbe  el copiado o la difusión por otro cualquier medio sin permiso expreso del autor.