Por qué las placas de óxido de magnesio (placas MgO) no son adecuadas para túneles
Las placas de óxido de magnesio, comúnmente conocidas como placas MgO, han ganado popularidad en la industria de la construcción por sus propiedades ignífugas, su diseño ligero y su facilidad de instalación. Estos productos de revestimiento fabricados en fábrica, a menudo reforzados con malla de fibra de vidrio, suelen estar compuestos por óxido de magnesio (MgO) y cloruro de magnesio (MgCl₂), formando un aglutinante conocido como cemento de oxicloruro de magnesio o cemento Sorel. Aunque se han utilizado en aplicaciones generales de construcción, como paredes interiores o fachadas, las pruebas recientes de investigaciones y directrices ponen de relieve importantes inconvenientes que los hacen inadecuados para entornos de túneles. A partir de estudios sobre los daños relacionados con la humedad en los edificios y recomendaciones específicas para la protección contra incendios en túneles de carretera, este artículo explora las razones por las que se deben evitar las placas de MgO en los túneles.
Este artículo se ha elaborado como advertencia para los ingenieros y operadores de túneles que consideren utilizar este tipo de productos en sus estructuras. La información aquí contenida se basa en las opiniones de las comunidades profesionales y en los documentos citados a continuación.
Si aún así desea considerar el uso de placas ignífugas de MgO para túneles, realice una sencilla prueba: obtenga una muestra de la versión sin recubrimiento/sin tratar del producto y colóquela en un recipiente con agua. Compruebe usted mismo cuánto tiempo dura.
Placas de MgO: absorción de humedad y riesgos de corrosión en entornos húmedos
Una de las principales preocupaciones con respecto a los paneles de óxido de magnesio es su propensión a absorber la humedad del aire, especialmente en condiciones de alta humedad. Un estudio realizado por investigadores de la Universidad Técnica de Dinamarca, publicado en las actas de la Conferencia Internacional RILEM sobre Materiales, Sistemas y Estructuras en Ingeniería Civil 2016, documentó daños generalizados por humedad en edificios daneses nuevos y renovados en los que se utilizaron paneles de MgO como revestimiento en fachadas ventiladas. En el invierno de 2014/15, estas placas comenzaron a mostrar signos de deterioro, incluida la formación de gotas de agua en sus superficies, a menudo descritas como «lágrimas», que contenían altas concentraciones de iones de cloruro solubles.
El mecanismo que subyace a este problema tiene su origen en la composición de las placas. Las placas de MgO absorben la humedad ambiental cuando los niveles de humedad relativa (HR) alcanzan el 90-100 %, lo que provoca la lixiviación de iones de cloruro del aglutinante de oxicloruro de magnesio. Estas gotas salinas no solo corren por las placas, sino que también gotean sobre las estructuras adyacentes, provocando la corrosión de los accesorios metálicos, los anclajes y otros componentes. En los casos daneses, los soportes metálicos se corroyeron considerablemente en solo unos años y se observó la aparición de moho en elementos cercanos, como el aislamiento y las estructuras de madera. El estudio también incluyó investigaciones sobre las propiedades de absorción y desorción de humedad de los paneles, lo que confirmó que liberan cantidades significativas de agua cargada de cloruro, lo que agrava los daños en espacios cerrados o semicerrados.
Los túneles, por su naturaleza, son propensos a una alta humedad debido a la ventilación limitada, las filtraciones de agua subterránea y la condensación. Las Notas orientativas sobre el diseño de estructuras de túneles de carretera y edificios de túneles, publicadas por el Departamento de Carreteras de Hong Kong en marzo de 2023, hacen hincapié en la necesidad de utilizar materiales duraderos en dichos entornos, señalando que los diseños de los túneles deben tener en cuenta la exposición prolongada a la humedad. En un túnel, los problemas de absorción de humedad que se observan en las fachadas de los edificios se amplificarían. La lixiviación de cloruro de los paneles de óxido de magnesio podría corroer los refuerzos de acero, los ventiladores de chorro, las bandejas de cables y los anclajes, lo que provocaría un fallo estructural prematuro y un aumento de los costes de mantenimiento. A diferencia de las fachadas al aire libre, los túneles son espacios confinados en los que es más difícil mitigar la acumulación de humedad, lo que puede convertir pequeñas fugas en una degradación generalizada.
Preocupaciones por la seguridad contra incendios y la liberación de gases tóxicos
Más allá de los problemas de humedad, las placas de MgO plantean graves riesgos en caso de incendio, lo que es una consideración crítica para los túneles. El Grupo de Trabajo 6 sobre Mantenimiento y Reparación de la Asociación Internacional de Túneles y Espacios Subterráneos (ITA), en su informe de 2017 sobre Protección estructural contra incendios en túneles de carretera, clasifica explícitamente los materiales a base de oxicloruro de magnesio como no aptos para la protección contra incendios en túneles. Estos paneles, que a menudo se comercializan como «magnesio reforzado con fibra» u «óxido de magnesio con silicatos y aditivos», contienen cloruros que crean riesgos técnicos y para la seguridad de las personas.
Durante un incendio, las placas de MgO pueden liberar gas clorhídrico (HCl), una sustancia altamente tóxica y corrosiva. Este gas no solo deteriora el entorno sostenible dentro del túnel, lo que lo hace peligroso para los evacuados y los equipos de rescate, sino que también acelera la corrosión de los componentes metálicos circundantes. El informe de la ITA destaca que la exposición a altas temperaturas provoca la descomposición de las placas, liberando HCl que podría afectar a la visibilidad, irritar el sistema respiratorio y dificultar las operaciones de emergencia. Las investigaciones independientes citadas en el informe, incluidos estudios realizados en Australia, concluyen que estos materiales comprometen la durabilidad y la seguridad de los túneles, especialmente en condiciones de alta humedad, donde la lixiviación de cloruros ya es un problema.
Los túneles son entornos de alto riesgo de incendio debido al tráfico de vehículos, las cargas de combustible y las vías de evacuación limitadas. Las Notas Orientativas de Hong Kong subrayan la importancia de los períodos de resistencia al fuego (FRP) y las barreras térmicas que pueden soportar eventos extremos sin comprometer la integridad estructural. Las placas de óxido de magnesio, aunque son resistentes al fuego en entornos de construcción controlados, no cumplen estos estrictos requisitos en los túneles. Su descomposición bajo un calor intenso podría exacerbar la propagación del fuego, liberar humo denso y producir gases tóxicos, lo que infringiría las normas de seguridad vitales establecidas por organizaciones como PIARC (Asociación Mundial de la Carretera) y la ITA.
Retos de mantenimiento y durabilidad en aplicaciones en túneles
Las estructuras de los túneles exigen una longevidad excepcional, con una vida útil de diseño que a menudo supera los 100 años, según las Notas orientativas de Hong Kong. Las consideraciones de mantenimiento son primordiales, incluidas las disposiciones para el acceso a la inspección, la impermeabilización y la resistencia a los factores de estrés medioambiental. El estudio danés reveló que las placas de MgO no solo causan daños directos por la humedad, sino también problemas indirectos como el crecimiento de moho, que podría proliferar en el interior húmedo y mal iluminado de un túnel.
En los túneles, donde las inspecciones rutinarias son difíciles y costosas, el uso de placas de óxido de magnesio requeriría intervenciones frecuentes para hacer frente a la corrosión o los daños causados por el agua. El informe de la ITA advierte que la lixiviación de cloruros afecta negativamente a la durabilidad a largo plazo, lo que puede dar lugar a costosas reparaciones o incluso al cierre de los túneles. La materia orgánica que a veces se encuentra en estas placas podría favorecer aún más el crecimiento biológico, agravando los problemas de higiene y estructurales.
La naturaleza confinada de los túneles amplifica estos problemas en comparación con los edificios. Por ejemplo, en las fachadas ventiladas, el exceso de humedad puede evaporarse o drenarse, pero en los túneles puede acumularse, lo que provoca una humedad persistente y una degradación acelerada. Las directrices de la ITA y del Departamento de Carreteras de Hong Kong abogan por materiales como los paneles de silicato de calcio o los aerosoles de vermiculita/cemento, que ofrecen una mejor resistencia a la humedad y al fuego sin los inconvenientes relacionados con el cloruro.
Conclusión
Aunque las placas de MgO pueden parecer atractivas por su rentabilidad y su clasificación de resistencia al fuego en la construcción en general, las pruebas de aplicaciones en el mundo real y las directrices de los expertos demuestran claramente su inadecuación para los túneles. La absorción de humedad que provoca la lixiviación de cloruro, la corrosión y el moho; la liberación de HCl tóxico en caso de incendio; y las cargas de mantenimiento a largo plazo las convierten en una opción arriesgada en estos proyectos de infraestructura crítica. Los diseñadores e ingenieros de túneles deben prestar atención a las recomendaciones de organismos como la ITA y las autoridades locales, y optar por materiales probados y libres de cloruro que garanticen la seguridad, la durabilidad y la fiabilidad operativa. Al evitar las placas de óxido de magnesio, podemos proteger mejor las vidas y las inversiones en las redes de transporte subterráneo.
Fuentes:
Carsten Rodea*, Tommy Bunch-Nielsenb, Kurt Kielsgaard Hansena, Bent Grelk – Los paneles de óxido de magnesio causan daños por humedad en el interior de las fachadas de los nuevos edificios daneses
Stefanie Wøhler Nielsen, Carsten Rode,*, Tommy Bunch-Nielsen, Kurt Kielsgaard Hansen, Wolfgang Kunther y Bent Grelk – Propiedades de los paneles de óxido de magnesio utilizados como revestimiento en paredes exteriores
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