El auge y desarrollo de los sistemas de techado monocapa en China
1. Historia de los sistemas de techado monocapa en el extranjero
En Europa y Estados Unidos, los sistemas de techado comercial se dividen generalmente en techados de refuerzo y sistemas de techado monocapa. Los techados de refuerzo utilizan un sistema de impermeabilización multicapa (BUR), generalmente con materiales como fieltro o asfalto modificado. Los techados monocapa surgieron en la década de 1960. La primera generación de materiales para techados monocapa utilizaba caucho sintético como sistema de impermeabilización expuesto, incluyendo caucho de cloropreno (CR) y caucho butílico (IIR). Por ejemplo, la terminal del Aeropuerto Washington Dulles, finalizada en 1961, empleó caucho de cloropreno recubierto con polietileno clorosulfonado (CSM). Posteriormente, los techados monocapa utilizaron cada vez más membranas impermeabilizantes de polímero sintético flexibles de una sola capa, como PVC, TPO y EPDM. Estos productos ofrecen una calidad constante y pueden fijarse mediante diversos métodos, como la adhesión total, la fijación mecánica y la adhesión por presión. Los sistemas de techado monocapa ya son una tecnología consolidada en Europa y Estados Unidos.
En Europa y Estados Unidos, el mercado de cubiertas monocapa está muy desarrollado e incluye un mercado sólido de membranas impermeabilizantes, materiales de aislamiento, fijaciones, adhesivos y otros componentes del sistema. Existe un mercado consolidado, con un equipo de contratistas altamente capacitados y certificados, y prácticas de construcción profesionales. Se han establecido normas y organismos de prueba relevantes, lo que garantiza una supervisión eficaz. Además, la industria de las cubiertas monocapa está altamente especializada, con asociaciones relevantes como la Asociación Europea de Impermeabilización Monocapa (ESWA), la Asociación de Cubiertas Monocapa (SPRA) y la Industria de Cubiertas Monocapa (SPRI) que sirven como plataformas del sector. Estas asociaciones se centran en el intercambio técnico, la capacitación y la certificación del sector, y participan activamente en el desarrollo de normas, métodos de prueba, legislación y normativas locales, lo que ayuda a las empresas miembro a operar eficientemente y a asegurar una mayor participación de mercado.
Las membranas monocapa para techos en Europa y Estados Unidos se dividen en dos categorías principales: termoplásticas y termoendurecibles. Las membranas termoplásticas son materiales poliméricos compuestos principalmente de polímeros plásticos. Sus uniones se sueldan mediante aire caliente o soldadura química, lo que garantiza una resistencia de la unión no inferior a la del material original. Las membranas termoendurecibles para techos presentan altos requisitos de preparación de juntas, lo que requiere el uso de adhesivos o cintas especiales. La limpieza y reparación de las membranas también son costosas. La mayoría de las membranas monocapa para techos contienen refuerzos que proporcionan alta resistencia y estabilidad dimensional. Los refuerzos más comunes incluyen malla de poliéster y fibra de vidrio.
Las membranas de PVC termoplástico para techos se han utilizado durante más de 50 años, desde principios de la década de 1960. Sus tecnologías de producción y aplicación son maduras, lo que resulta en una vida útil de 20 años o más, y su durabilidad ha sido probada en proyectos del mundo real.
Las membranas para techos de poliolefina elastomérica termoplástica (TPO), comúnmente conocidas como FPO en el mercado europeo y TPO en los EE. UU., están experimentando un rápido crecimiento en su uso en sistemas de techos de una sola capa.
Los materiales de caucho termoendurecible se refieren principalmente a las membranas para techos de EPDM, que ofrecen una fuerte resistencia a la intemperie y a los productos químicos y una larga vida útil.
En los últimos 30 años, las membranas para techos de TPO se han convertido gradualmente en uno de los materiales de elección para techos monocapa a nivel internacional. En 2003, se publicó la norma ASTM D 8678, "Especificación estándar para membranas de poliolefina termoplástica para techos". Su prueba de envejecimiento por calor especifica una temperatura de prueba de 116 °C durante 28 días y una prueba de intemperismo con un probador de arco de xenón.
En diciembre de 2009, el Grupo de Investigación de TPO de ASTM investigó si el fallo prematuro de los sistemas de techado de TPO se asocia con la exposición a altas temperaturas. El grupo concluyó que el envejecimiento por rayos UV no parece ser un problema para las membranas de TPO; en cambio, las altas temperaturas pueden aumentar el riesgo de fallo. Por lo tanto, ASTM decidió endurecer el requisito de la norma, ampliando la duración de la prueba a 116 °C de 28 a 224 días. Esta norma se publicó el 1 de junio de 2011.
Las membranas de TPO deben presentar una mayor resistencia al calor e incorporar una capa superior más gruesa o una capa de intemperismo para cumplir con los estrictos requisitos de la norma ASTM. Por lo tanto, existe margen para la investigación en recubrimientos superficiales de TPO y la adición de agentes antienvejecimiento superficiales.
1.2 Sistemas de techado monocapa en Estados Unidos
Alrededor de la década de 1990, las membranas monocapa para techos en Estados Unidos eran principalmente termoestables y termoplásticas. Las membranas termoestables eran principalmente materiales a base de caucho de etileno propileno dieno monómero (EPDM). Entre los materiales termoplásticos, además de las membranas tradicionales de PVC, el uso de poliolefinas elásticas (TPO) ha crecido rápidamente en los últimos 30 años, dominando el mercado estadounidense de techos monocapa. Las membranas de TPO se han utilizado en más de mil millones de metros cuadrados de superficie en Estados Unidos y son un material para techos duradero, sostenible y de alto rendimiento.
Debido a su instalación rápida y conveniente, las membranas TPO se han utilizado ampliamente en la reparación de techos en los EE. UU. en los últimos años.
1.3 Sistemas de techado monocapa en Europa
En Europa, los principales materiales utilizados para los sistemas de techado monocapa son las membranas termoplásticas, incluyendo las membranas de PVC, cuyo desarrollo comenzó a finales de la década de 1950, las mezclas de etileno-acetato de vinilo-betún (ECB), los copolímeros de etileno-acetato de vinilo (EVA), el polietileno clorado (CPE) y las membranas de poliolefina elastomérica (FPO), desarrolladas en la década de 1990. El espesor de la membrana es de al menos 1,2 mm, con una tendencia al aumento. Las membranas de PVC dominan el mercado europeo de techado monocapa, mientras que las membranas de asfalto modificado también ocupan una pequeña cuota de mercado.
2 El desarrollo de los sistemas de techado monocapa en China comenzó en la década de 1990.
2.1 Los sistemas europeos de membrana de PVC para techos de una sola capa ingresaron a China en 1994
Ya en 1994, Sika de Suiza instaló el primer proyecto de techado monocapa en Pekín con membrana impermeabilizante de PVC reforzada internamente: el hangar AMECO del Aeropuerto Internacional de Pekín (Figura 1). Si bien Sika aún no contaba con una línea de producción de membrana impermeabilizante de polímero en China en ese momento, el hangar AMECO fue el primer proyecto de aplicación del sistema de techado monocapa en China continental.
Figura 1 Techo del hangar de AMECO en Beijing Capital (membrana de PVC de una sola capa)
2.2 Fabricantes europeos de membranas para techos monocapa establecieron fábricas en China en 1998
En 1998, Sarnafil, fabricante suizo de sistemas de impermeabilización, entró en el mercado chino. Establecieron Sarnafil Luquan, una empresa conjunta con Jinan Plastics Factory No. 1, para producir membranas impermeabilizantes de PVC. Esto marcó la primera entrada de inversión extranjera en el mercado chino de membranas impermeabilizantes de polímero (Figura 2). En 2001, la empresa suiza adquirió el capital restante de su socio chino en la empresa conjunta y cambió su nombre a Sarnafil Waterproofing, convirtiéndose en una empresa de propiedad 100% suiza en China. En 2005, Sarnafil invirtió en una línea de producción de membranas de PVC totalmente importadas en Xinzhuang, Shanghái, especializándose en el desarrollo, la producción y la venta de membranas impermeabilizantes de PVC. Esto marcó el inicio del desarrollo de membranas impermeabilizantes de polímero (PVC) y sistemas de techado monocapa en China.
Figura 2 Se puso en funcionamiento la primera línea de producción de membrana impermeabilizante de PVC para techos de una sola capa de China
2.3 La entrada de empresas multinacionales impulsó el desarrollo de sistemas de cubiertas monocapa en mi país
Tras la llegada de Sarnafil de Suiza, gigantes internacionales de la industria de techos como Carlisle y Firestone entraron en el mercado chino. La entrada de empresas multinacionales no solo trajo consigo nuevos productos y tecnologías, impulsando el desarrollo de sistemas de techos monocapa en mi país, sino que también fomentó la formación de un gran número de profesionales especializados en membranas impermeabilizantes de polímero. Simultáneamente, el concepto de "sistemas de impermeabilización" comenzó a extenderse y a permear China, abarcando productos y accesorios relacionados con todo el sistema de techos, incluyendo aislamientos, fijaciones, adhesivos, etc. Además, la entrada de empresas multinacionales sentó las bases para el intercambio técnico y la comunicación entre las industrias de impermeabilización china e internacional. Desde entonces, China ha logrado avances significativos en las normas de materiales de impermeabilización, los reglamentos técnicos, los métodos de prueba, los requisitos de los componentes del sistema, la tecnología de aplicación y la capacitación en habilidades de construcción, alineándose rápidamente con las de Europa y Estados Unidos.
3. Barreras tempranas para la promoción de sistemas de techado monocapa en mi país
Los sistemas de techado monocapa comenzaron a desarrollarse en China en la década de 1990, pero su promoción se vio obstaculizada por numerosos obstáculos. En primer lugar, China utilizaba ampliamente sistemas de membrana impermeabilizante asfáltica multicapa (BUR), que lograban la impermeabilización necesaria de un edificio mediante la superposición de varias capas. Por otro lado, los sistemas internacionales de techado monocapa utilizaban una sola capa de membrana impermeabilizante de polímero, logrando los mismos efectos de impermeabilización que las membranas multicapa tradicionales. Esto marcó una brecha significativa en los conceptos de diseño.
Además, China carecía de normas y planos de producto, especificaciones y procedimientos técnicos, técnicas de aplicación y directrices de métodos de construcción para techos monocapa en aquel momento. Había escasez de equipos de construcción cualificados y experimentados, y los materiales de soporte, los sujetadores y juntas, el equipo de construcción y los componentes prefabricados estaban subdesarrollados. Además, no existían métodos de prueba ni instituciones para la seguridad de los sistemas de techado.
Por lo tanto, aunque los productos de sistemas de techado de una sola capa aparecieron en China en la década de 1990, enfrentaron desafíos significativos en su adopción en el mercado. 9. Desarrollo de sujetadores, equipos de construcción y componentes prefabricados para sistemas de techado de una sola capa
4.Desarrollo de sujetadores para sistemas de techo de una sola capa, equipos de construcción y piezas prefabricadas
4.1. Desarrollo de fijaciones para sistemas de fijación mecánica de cubiertas monocapa
La fijación mecánica es el método más importante para asegurar las membranas impermeabilizantes en sistemas de techos monocapa, representando más del 70% de todos los sistemas de techos monocapa. Los sujetadores, como componentes clave en los sistemas de fijación mecánica, desempeñan un papel crucial. Con la llegada de marcas internacionales como Sika Sarnafil a principios del siglo XXI, los sistemas de techos monocapa ganaron popularidad en el mercado chino, lo que generó una demanda de sujetadores especializados para la fijación mecánica. Marcas importadas como SFS de Suiza e ITW de Estados Unidos también introdujeron los requisitos técnicos, las normas de diseño y los métodos de prueba correspondientes, lo que brindó un sólido apoyo para la promoción y aplicación de los sistemas de techos monocapa (Figura 3).
Figura 3 Sujetadores SFS utilizados en el Proyecto de Automóviles Honda de Guangzhou
A mediados y finales de la década de 2000, impulsadas por la Asociación China de Impermeabilización de Edificios, las industrias china e internacional de techos monocapa iniciaron un amplio intercambio técnico. Empresas relacionadas también investigaron la introducción, asimilación y localización de tecnologías de componentes para techos monocapa, lo que impulsó el rápido desarrollo de sujetadores nacionales. A principios de la década de 2010, surgieron empresas nacionales de sujetadores, representadas por Daohai (predecesora de Huitao). Basándose en tecnologías europeas y estadounidenses consolidadas e integrando las realidades nacionales y la experiencia práctica acumulada, desarrollaron, produjeron y promovieron el uso de sujetadores, impulsando así la localización de sujetadores para sistemas de techos monocapa.
Hoy en día, la variedad de sistemas de fijación nacionales es relativamente completa, abarcando desde sistemas de fijación de puntos metálicos, sistemas de fijación anti-puente frío, sistemas de fijación lineal y sistemas de fijación de matriz no perforada. Si bien la calidad del producto varía considerablemente en el mercado, los sistemas de fijación nacionales de alta gama son comparables a los de marcas europeas y estadounidenses reconocidas y se utilizan en numerosos proyectos de gran envergadura y alta gama, como el proyecto Shenyang BMW y el proyecto del Aeropuerto Internacional Daxing de Pekín (Figura 20). Este sistema de fijación ha experimentado el mismo proceso que la membrana impermeabilizante monocapa para techos, desde su dependencia de marcas importadas en el pasado hasta el floreciente desarrollo de marcas locales en la actualidad.
Figura 4. Elementos de fijación nacionales utilizados en los proyectos del Aeropuerto Internacional Shenyang BMW y del Aeropuerto Internacional Beijing Daxing.
A diferencia de los sujetadores de uso general, los sujetadores para sistemas de techado monocapa poseen tres características distintivas: aplicación precisa, un control de calidad riguroso y una gestión y trazabilidad complejas. Esto exige que los fabricantes de sujetadores posean un profundo conocimiento de la tecnología de aplicación, lo que les permite seleccionar productos según escenarios específicos y ofrecer servicios integrales. También deben establecer sistemas de control de calidad para abordar los desafíos de los procesos y cadenas de suministro complejos, así como la estabilidad del producto. Además, deben implementar sistemas ERP rigurosos y estandarizados para gestionar y rastrear el inventario diverso y de lotes pequeños de sujetadores para techado monocapa.
En 2017, la línea de productos de fijación de Huitao obtuvo la primera certificación FM de EE. UU., lo que permitió el control de trazabilidad de terceros para las marcas nacionales, desde las pruebas de producto hasta la certificación del sistema. Esto marcó un nuevo hito en el desarrollo de la industria de fijación monocapa para techos de mi país.
4.2 Equipo de soldadura de aire caliente
Antes de la introducción de los sistemas de techado monocapa en China, el método principal para unir materiales poliméricos era la unión adhesiva, que presentaba baja fiabilidad, además de problemas de compatibilidad entre el adhesivo y el material de la membrana, así como la durabilidad de la unión. Con la llegada de los sistemas de techado monocapa al mercado chino, la unión de las costuras de las membranas termoplásticas también comenzó a evolucionar hacia la soldadura por aire caliente. Ya en 1952, el Grupo Suizo Leister diseñó y fabricó la primera pistola de soldadura de aire caliente del mundo para la soldadura de plásticos. Posteriormente, desarrolló herramientas especializadas para la soldadura de materiales de techado de PVC. En 2004, el Grupo Leister fundó Leister Plastic Welding Technology (Shanghai) Co., Ltd. en Shanghái, ofreciendo soporte técnico y servicio posventa localizados para satisfacer las necesidades específicas de los clientes chinos.
El Grupo Leister ofrece una variedad de herramientas para soldar techos, incluidos soldadores de servicio pesado con diseños resistentes a las arrugas; soldadores de servicio mediano adecuados para soldar techos de acero liviano; soldadores de servicio liviano adecuados para soldar lana de vidrio en techos de metal; soldadores semiautomáticos adecuados para soldar superficies verticales y ángulos grandes; soldadores de asfalto con aire caliente desarrollados específicamente para la soldadura sin llama de membranas de asfalto modificadas; y pistolas de soldar principalmente para la soldadura manual de diversos materiales (Figura 5).
4.3 Equipo de soldadura no perforado
OMG, empresa estadounidense, fue la primera en desarrollar un sistema de fijación mediante soldadura sin perforaciones para techos monocapa. Su primera aplicación experimental se remonta a 1999 en un techo de Atlantic City, Georgia, EE. UU. En 2009, OMG lanzó oficialmente su sistema de soldadura por inducción electromagnética específico para techos monocapa en la feria IRE (Figura 6). Ese mismo año, OMG presentó esta tecnología en la Exposición Internacional de Impermeabilización de Edificios de China en Pekín y comenzó a promocionarla.
Además de prevenir perforaciones en la bobina, la tecnología de soldadura sin perforaciones permite una distribución más uniforme de las fijaciones, lo que mejora la resistencia general del techo al viento y permite opciones de refuerzo más flexibles en las esquinas. Además, las fijaciones sin perforaciones reducen las arrugas causadas por la deformación de la bobina, lo que resulta en un techo más estético.
4.4 Desarrollo de productos prefabricados
Tianjin Binhai Aotai Waterproof Materials Co., Ltd. se especializa en la producción e instalación de membranas impermeabilizantes de polímero de PVC y TPO. Con años de experiencia en construcción y experiencia internacional, Aotai prioriza la impermeabilización de juntas detalladas, desarrollando sistemáticamente investigación, producción y servicios de impermeabilización. Durante más de una década de desarrollo, Aotai ha lanzado productos impermeabilizantes prefabricados especializados para esquinas internas y externas, envoltorios de tuberías y bajantes utilizando materiales homogéneos (tipo H), obteniendo reconocimiento y reconocimiento en el mercado.
En noviembre de 2014, Binhai Aotai invirtió en la fundación de Aokami Waterproof Technology (Tianjin) Co., Ltd., introduciendo tecnología y equipos de procesamiento estadounidenses avanzados para modernizar y ampliar su oferta de productos prefabricados. La empresa lanzó sistemas prefabricados compatibles con los principales modelos de materiales impermeabilizantes, ofreciendo una gama completa de productos tipo H, G y P, que abarcan cualquier tamaño requerido por los clientes. Esto solucionó problemas como la escasa compatibilidad de la soldadura y un número limitado de especificaciones, a la vez que mejoró la resistencia mecánica y la estabilidad dimensional del sistema, lo que le valió un rápido reconocimiento en la industria.
En 2016, Aokami introdujo equipos de producción digital con diseño asistido por computadora bidimensional y tridimensional. Esto sentó las bases para la digitalización en el diseño y la producción de productos, mejorando significativamente la eficiencia y la precisión de la producción, lo que se tradujo en productos más estéticos. Hasta la fecha, el sistema de membranas impermeabilizantes de polímero prefabricadas de la empresa abarca ocho líneas de productos: esquinas, envolturas para tuberías, bajantes, sistemas de escape, componentes funcionales prefabricados, proyectos subterráneos, paneles compuestos y diseños personalizados. Cada línea incluye productos de diversas formas, adecuados para diversas ubicaciones y con diversas funciones, que abarcan todos los aspectos de la impermeabilización (Figura 7).
A medida que las membranas impermeables de polímero se utilizan cada vez más en proyectos de impermeabilización, las soluciones de impermeabilización de sistemas basadas en piezas prefabricadas también están mostrando mayores ventajas y valor en términos de calidad y eficiencia.
5. Reflexiones sobre la exitosa introducción del sistema de techado monocapa
5.1 Respetar la ciencia y aprender de las fortalezas de los demás
Mi país ha logrado avances significativos en la investigación y aplicación de materiales impermeabilizantes para la construcción durante los últimos 40 años. Sin embargo, en comparación con empresas de países desarrollados como Europa y Estados Unidos, aún tenemos mucho que aprender en cuanto a nuevos productos y tecnologías. Ante los productos y tecnologías extranjeros avanzados, nos hemos acercado proactivamente a ellos e invitado a integrarlos, fortaleciendo contactos, aprendiendo con una mentalidad abierta, siendo abiertos e inclusivos, asimilándolos y absorbiéndolos, y estandarizando y guiando la promoción y aplicación de nuevos productos y tecnologías, impulsando así el desarrollo de alta calidad de la industria de impermeabilización de mi país. La introducción del sistema de techado monocapa desde el extranjero, desde la gestión del mercado y la orientación hasta el establecimiento de un sistema integral que incluye normas y especificaciones, métodos de prueba, capacitación, componentes del sistema y contratistas especializados, ha alcanzado estándares internacionales. Es un ejemplo exitoso de cómo la industria china de impermeabilización puede ponerse al día rápidamente y reducir la brecha aprendiendo de la sólida experiencia internacional.
5.2 Centrarse en la calidad es la clave para el futuro
La calidad es nuestra credibilidad, nuestro fundamento y nuestro motor. La innovación se basa en la aplicación, y esta requiere calidad y tecnología para garantizarla. La tecnología sin calidad no tiene vida. Necesitamos calidad y tecnología que sean duraderas y resistan el paso del tiempo. Los sistemas de techado monocapa están expuestos al uso directo y su calidad se verá sometida a pruebas directas en diversos entornos externos. Esto incluye la durabilidad, la resistencia al viento y la seguridad. No hay lugar para la ambigüedad. Solo con un compromiso inquebrantable con la calidad podremos conquistar el mercado.
5.3 Persistir en la innovación para promover el desarrollo
La exitosa introducción de la tecnología de cubiertas monocapa no solo ha impulsado el rápido desarrollo de estos sistemas en la industria de la impermeabilización de mi país, sino que también ha promovido el desarrollo simultáneo de tecnologías relacionadas. Más importante aún, ha impulsado el establecimiento de una filosofía de desarrollo innovadora en la industria de la impermeabilización de mi país. Para que las empresas sobrevivan y prosperen, deben perseverar en la innovación. Especialmente en este período, cuando la industria de la impermeabilización se enfrenta a desafíos sin precedentes, las empresas deben priorizar la innovación, ya que solo esta puede mejorar su competitividad y ayudarlas a superar el dilema de la competencia homogénea.
