Paredes de secado con electroósmosis
Yu.N. NovozhilovMuchos tienen edificios de ladrillo o bloque en su uso: garajes, casas de campo, edificios residenciales. Una posible desventaja de tales edificios es la humedad de las paredes, lo que provoca su destrucción, daños en el papel tapiz y el yeso y una violación de la comodidad en los locales residenciales.
Esto es especialmente notable en edificios antiguos, así como en edificios donde los medios de impermeabilización entre sus paredes y cimientos están mal hechos o rotos.
Igualmente, tal desventaja puede aplicarse a los primeros pisos de los edificios modernos de varios pisos de ladrillo.
Esto sucede debido al ascenso de la humedad desde los cimientos de los edificios a través de los capilares del material de la pared: ladrillo, bloques de cemento, piedra de construcción, etc.
Este fenómeno se llama ósmosis.
El secado de las paredes con calor no siempre da el efecto deseado, ya que el agua vuelve a subir a través de los capilares desde los cimientos hasta el lugar de la humedad evaporada de las paredes. Además, dicho secado requiere una cantidad adicional de combustible y electricidad.
Por lo tanto, para reducir la humedad de las paredes de los locales, es recomendable utilizar un proceso que reduzca o incluso detenga el ascenso capilar de la humedad desde los cimientos hacia las paredes. Cómo se puede hacer esto - sugiere la química física.
Hay una clase de fenómenos que se llaman en una palabra: electrocinética.
La esencia de los fenómenos considerados en esta sección de química física radica en la interacción de un campo eléctrico y soluciones en movimiento: electrolitos. Este fenómeno se llama electroósmosis.
En particular, se sabe a partir de la teoría de los fenómenos electrocinéticos que bajo la acción de un campo eléctrico, la humedad en un cuerpo con una estructura porosa capilar es succionada fuera de la zona con carga eléctrica positiva y entra en la zona con carga eléctrica negativa. cargo.
Utilizando estos fenómenos, es posible reducir o incluso detener por completo el ascenso de humedad desde los cimientos de los edificios hacia las paredes por la acción de los campos eléctricos.
Para evitar que el agua suba por el muro debido a las fuerzas capilares y asegurar su succión del muro, la carga eléctrica de este último debe ser positiva y la carga de la cimentación debe ser negativa.
Hay varias opciones de soluciones técnicas para el uso de este fenómeno para el secado de paredes.
Primera opción. Al estudiar las causas de la humedad de las paredes, se ha encontrado durante mucho tiempo que en diferentes niveles a lo largo de la altura de la pared, surge una diferencia en los potenciales eléctricos en relación con la base de la cimentación.
Durante el estudio de este fenómeno, se encontró que cuando estas zonas están conectadas por un conductor, las cargas eléctricas se redistribuyen en la pared y en los cimientos del edificio de tal manera que se forma una carga eléctrica positiva en la pared, y negativo sobre la base del cimiento.
Debido a la influencia de un campo eléctrico de esta polaridad, se detiene el ascenso de la humedad a través de los capilares desde la cimentación hasta la pared.
Además, la humedad de la pared comienza a ser succionada hacia los cimientos y el suelo, hacia el área de carga eléctrica negativa. Es decir, la pared comienza a secarse.
Estructuralmente, dicho esquema de drenaje de pared se realiza de la siguiente manera (Fig. 1). En una pared de 1 centímetro 10–15 por encima del nivel del aumento máximo de agua, se perforan agujeros con un taladro con un diámetro de aproximadamente 12–16 milímetros.
Arroz. 1. Esquema del método pasivo de secado de paredes:
1 - pared del edificio; 2 - varillas de electrodos de cobre o acero inoxidable en la pared del edificio; 3 - cable aislado de cobre, por ejemplo, tipo PV-2 o PV-3 con una sección transversal de 1,5–2,5 mm 2 (conecta los electrodos de la fila superior); 4 - los cimientos del edificio; 5 - varillas de electrodos de cobre o acero inoxidable en los cimientos del edificio; 6 - cable aislado de cobre, por ejemplo, tipo PV-2 o PV-3 con una sección transversal de 1,5–2,5 mm 2 (conecta los electrodos de la fila inferior); 7 - cable aislado de cobre, por ejemplo, tipo PV-2 o PV-3 con una sección transversal de 1,5–2,5 mm 2 (conecta grupos de electrodos de las filas superior e inferior)
No alcanzan la superficie opuesta de la pared en 8-10 centímetros. Se hacen agujeros a lo ancho de la pared a una distancia de 50 a 70 centímetros entre sí. Las varillas de electrodos de metal 2 se insertan en los orificios , que son tubos de cobre o pasadores con un diámetro de 12 a 16 milímetros, después de lo cual se presiona un mortero que consiste en cemento, arcilla y arena en una proporción de 1: 1.5: 1.5, respectivamente. en los agujeros. Así, se hace la fila superior de electrodos.
Los electrodos de la fila superior están interconectados en paralelo con un cable de cobre aislado 3 .
Para eliminar las resistencias transitorias en los contactos, se recomienda conectar los electrodos por torsión y luego soldar las conexiones.
En las superficies laterales de la base 4 , a una distancia de 10 a 15 centímetros de su base, también se perfora una segunda fila de orificios con un diámetro de 12 a 16 milímetros en incrementos de 50 a 70 centímetros. En estos orificios se insertan varillas de electrodos 5 hechas de tubos de cobre o clavijas. Después de eso, los agujeros se rellenan con un mortero de la composición anterior.
Los electrodos 5 están conectados entre sí con la ayuda de cables de cobre aislados 6 en un circuito paralelo común, como se muestra en la Fig. una.
Las conexiones deben realizarse preferentemente mediante soldadura blanda o blanda. El cable común se saca de debajo de la tierra.
Así se realiza la fila inferior de electrodos.
Como ya se ha indicado, las varillas de electrodos 3 y 5 para las filas superior e inferior, respectivamente, pueden estar hechas de cobre o acero inoxidable en forma de tubos o varillas.
También es posible utilizar los núcleos de un cable de alimentación dañado o desmantelado para su fabricación.
Cuando se utilizan núcleos de un cable de control o cables ordinarios, primero se deben torcer en un paquete común y luego se deben soldar sus extremos.
Al conectar el cable 7 cables comunes 3 y 6 de las filas superior e inferior de electrodos, respectivamente, en la pared y en los cimientos del edificio, se crea la polaridad necesaria de las cargas eléctricas: "más" en la pared y " menos” - en la parte inferior de la base 4 .
Bajo la acción de un campo eléctrico de esta polaridad, se produce el fenómeno de la electroósmosis en la pared y en la cimentación, que no solo evita que el agua siga subiendo por los capilares del material de la pared, sino que también asegura el movimiento del agua desde el zona de carga positiva a través de los capilares y poros del material de la pared a la zona de carga negativa en la base. Es decir, el agua contenida en los poros del material de la pared, bajo la acción de la electroósmosis, desciende hasta los electrodos de la fila inferior situados en la cimentación. Así, se produce el secado de las paredes.
Los cables 3, 6, 7 se pueden colocar en una ranura o luz estroboscópica especialmente perforada en la pared. Después de colocar el cable, la ranura está enlucida.
También es posible colocarlos debajo del revestimiento decorativo de la pared. La instalación de los electrodos de la fila inferior ubicados en la base de los cimientos puede llevar mucho tiempo debido a los costos de mano de obra significativos para el movimiento de tierras.
En este caso, para acelerar la puesta en marcha del circuito y para su prueba práctica cerca de la cimentación contra el lugar donde se humedecen las paredes, se pueden clavar en el suelo recortes de tubos y varillas, que se utilizan en lugar de los electrodos del fila inferior en la base de la fundación.
En este caso, la efectividad del esquema para drenar las paredes puede ser menor, ya que se reduce el grado de eliminación de agua de los cimientos. Sin embargo, el circuito comenzará a funcionar y, en este momento, se puede continuar con la instalación de electrodos en la base de la cimentación según la opción principal.
Además, dada la complejidad y complejidad en la implementación de este esquema, puede ser conveniente probar primero su efectividad en uno o dos electrodos instalados en la pared en el lugar más húmedo. Con un resultado positivo de dicha verificación, monte el circuito por completo.
Al erigir un nuevo edificio, especialmente en suelo húmedo o en tierras bajas, puede ser recomendable instalar los electrodos apropiados ya durante el trabajo de construcción. Esto no requerirá costos de mano de obra adicionales significativos y, si es necesario, las clavijas de los electrodos, montadas previamente en las paredes y en los cimientos, se pueden usar fácilmente en el esquema de deshumidificación del edificio. De todos modos, no dolerá.
Esta opción de secado de paredes mediante el fenómeno de la electroósmosis se denomina pasiva. Es absolutamente seguro, el proceso de secado es continuo, no requiere mantenimiento de los elementos del circuito. No requiere ninguna energía para funcionar. El secado continúa constantemente, pero lentamente. Los resultados notables aparecen después de 5-6 meses del esquema.
Segunda opción. Los ingenieros B. Matveev y O. Fridman propusieron una forma más eficiente de secar paredes húmedas, llamada activa (Fig. 2).
Arroz. 2. Esquema del método activo de secado de paredes:
1 - pared del edificio; 2 - varillas de electrodos de cobre o acero inoxidable en la pared del edificio; 3 - cable aislado de cobre, por ejemplo, tipo PV-2 o PV-3 con una sección transversal de 1,5–2,5 mm 2 (conecta los electrodos de la fila superior); 4 - los cimientos del edificio; 5 - varillas de electrodos de cobre o acero inoxidable en los cimientos del edificio; 6 - cable aislado de cobre, por ejemplo, tipo PV-2 o PV-3 con una sección transversal de 1,5–2,5 mm 2 (conecta los electrodos de la fila inferior); 7 , 8 - cable aislado de cobre, por ejemplo, tipo PV-2 o PV-3 (conecta las filas superior e inferior de electrodos, respectivamente, a la fuente de corriente); 9 - una fuente de energía, como una batería
Para su implementación , los electrodos de varilla 2 también se instalan en la pared 1 , conectados en un grupo con un cable de cobre aislado 3 .
Y en la base 4 del edificio, se instalan electrodos de varilla 5 , conectados en un grupo paralelo por cables de cobre aislados 6 .
Como puede ver, estos elementos del circuito son similares a la primera opción.
Pero además, existen diferencias con el circuito pasivo, cuya descripción se proporciona anteriormente.
El circuito de secado de pared activo es alimentado por una fuente de corriente continua, es decir, requiere energía eléctrica para su funcionamiento.
Para implementar este circuito, se ensamblan los siguientes circuitos eléctricos: el grupo combinado de pines-electrodos 5 instalado en los cimientos del edificio, y el grupo combinado de pines-electrodos 2 en la pared están conectados con cables de cobre aislados comunes 7 y 8 , respectivamente, a los polos positivo y negativo de la fuente de CC 9 , como se muestra en la fig. 2.
Así, con la ayuda de una fuente externa de corriente continua 9 , se crea una carga eléctrica negativa en los cimientos del edificio y positiva en la pared del edificio.
Al mismo tiempo, el circuito activo de secado de paredes comienza a funcionar.
Bajo la acción de un campo eléctrico aplicado desde una fuente externa, se produce un proceso de electroósmosis más intenso. La humedad, venciendo la tensión superficial que la retiene en los capilares de las paredes, desciende hasta los cimientos, en la zona donde se encuentran los electrodos de la fila inferior, conectados al polo negativo de la fuente de corriente.
Las baterías o una fuente de alimentación conectada a la red de CA se pueden utilizar como fuente de CC para operar el circuito de secado de paredes activo. El voltaje de CC se suministra desde la fuente de alimentación o la batería al circuito de secado de paredes activo.
Cuando el circuito se alimenta de la red, para garantizar la seguridad eléctrica, la fuente de alimentación debe tener los devanados primario y secundario del transformador ubicados en varillas diferentes de su circuito magnético puesto a tierra.
El devanado primario se conecta a una red de 220 voltios, del devanado secundario se extrae un voltaje bajo, el cual se rectifica en un rectificador de semiconductores incluido en el circuito de alimentación. La tensión rectificada se suministra al circuito de secado de paredes activo.
Entre las características cuantitativas de la electroósmosis (fenómenos electrocinéticos) y la fuerza del campo eléctrico externo aplicado a la pared ya los cimientos del edificio, existe una relación lineal. Es decir, cuanto mayor sea el voltaje eléctrico aplicado a las clavijas de los electrodos, más intenso será el secado de las paredes bajo la influencia del efecto electrocinético: electroósmosis.
La literatura indica que el voltaje aplicado a las filas superior e inferior de electrodos en un circuito de secado de paredes en condiciones industriales puede alcanzar los 30–40 voltios CC.
Sin embargo, estos datos se dan para edificios industriales y condiciones de trabajo, donde hay equipos apropiados, personas capacitadas que realizan operaciones de drenaje de las paredes, y la posibilidad de que haya personas en la zona de peligro está completamente excluida.
En condiciones domésticas, la magnitud del voltaje eléctrico suministrado a las filas superior e inferior de electrodos debe seleccionarse únicamente a partir de las condiciones para garantizar la seguridad eléctrica. Es recomendable si su valor no supera los 3-4 voltios. Es conveniente utilizar una batería con el mismo voltaje como fuente de voltaje para este propósito.
Se puede proporcionar un interruptor en el circuito para habilitar el suministro de voltaje al circuito o para eliminarlo.
Usando la tecla, el circuito se puede cambiar al modo de operación activo o pasivo.
En el artículo de A. Reish "Tus paredes están húmedas" (Técnica y Ciencia. - 1983. - No. 9) se da el siguiente ejemplo, que caracteriza el funcionamiento de dicho esquema para drenar las paredes de un edificio muy húmedo;
“... Se utilizó como fuente de tensión una batería de 40 V con una capacidad de 240 A/h. Las baterías se cambiaron cada 65 horas. Los pines se alimentaron continuamente durante 3 semanas. Como resultado, la humedad de las paredes disminuyó varias veces y alcanzó la norma. Después de eso, se cortó la energía y el circuito se convirtió en un sistema pasivo. Al mismo tiempo se reparó la impermeabilización…”
En las opciones consideradas para secar paredes, todos los electrodos instalados en las filas superior e inferior, respectivamente, en la pared y en los cimientos del edificio, están hechos de un solo metal.
El circuito según la opción 1 funciona sin suministrarle ningún tipo de energía.
El esquema según la opción 2 para su funcionamiento requiere el suministro de electricidad de una fuente externa, por ejemplo, una batería.
Sin embargo, también son posibles otros esquemas para secar paredes usando electroósmosis. (Las paredes dotan a su fuente interna de energía eléctrica.)
En tales esquemas, las clavijas de electrodos instaladas en las paredes del edificio y las clavijas de electrodos instaladas en su base están hechas de dos metales diferentes.
Se sabe que dos metales diferentes sumergidos en un electrolito están cargados de electricidad, y si sus extremos que sobresalen del electrolito están conectados con un cable, entonces fluirá una corriente a través de él.
En nuestro caso, el material de las paredes y edificios (ladrillo, bloques, etc.) es una estructura porosa. En presencia de humedad, los poros del material de las paredes y los cimientos se llenan de agua que contiene diversas sales y ácidos en estado disuelto. Es decir, de hecho, es un electrolito.
Por lo tanto, si se instalan electrodos de varilla, respectivamente, de diferentes metales en la pared y la base de la base y se conectan en pares con conductores, entonces este sistema funcionará como un grupo de celdas galvánicas.
En sus circuitos, que consisten en un electrodo superior, una sección húmeda de la pared y la base, un electrodo de varilla de la fila inferior y un cable de cobre aislado que los conecta, se genera una corriente eléctrica.
Esta corriente eléctrica se utiliza para obtener el efecto de electroósmosis para el secado de paredes. Cabe señalar que la eficiencia del circuito según esta opción está determinada por la selección y los materiales correctos de los electrodos instalados en la pared y en los cimientos, lo que en condiciones domésticas puede causar ciertas dificultades.
Además, como en toda celda galvánica, durante el funcionamiento del circuito se producirá la destrucción electroquímica de sus electrodos. En este caso, el reemplazo de electrodos está asociado con ciertas dificultades.
Desafortunadamente, no hay información en la literatura sobre el período de operación de dicho esquema; es difícil juzgar la conveniencia de usar tal variante del esquema para secar las paredes de las habitaciones por electroósmosis en la vida cotidiana. Por lo tanto, los detalles específicos de la implementación de este esquema no se dan en el artículo. Los interesados en tal esquema pueden consultar el libro de N.M. Senchenok "Mantenimiento técnico de edificios residenciales" (Kiev, 1974).
Conclusiones.
El esquema de secado de paredes usando el efecto de electroósmosis está disponible para su implementación. Es simple, no requiere ningún dispositivo adicional complejo. No obstante, antes de montarlo en todo el edificio, es recomendable comprobar la eficacia del circuito en un tramo de la pared húmeda.
LITERATURA
1. A. Reish. Tus paredes están húmedas // Técnica y Ciencia. - 1983. - Nº 9. - S. 8-10.
2. J. Walker . Fuegos artificiales físicos. - M., Mir, 1989.
3. Senchenok Nuevo México Explotación técnica de edificios residenciales. - Kiev, 1974.
4. Thierry Yu., Zaleski S. Reparación de edificios y refuerzo de estructuras. - M., Stroyizdat, 1975.
5. Fundaciones y fundaciones. Manual bajo la dirección general del candidato de ciencias técnicas M.I.Smorodinov . - M., Stroyizdat, 1974.
