La Villa Saboye deLe Corbusier

La aparición del concreto armado a finales delsiglo XIX trajo consigo una revolución en laconstrucción mundial en la que hoy, gracias a losadelantos de la técnica, seguimos avanzando.Las grandes rupturas originadas por elmovimiento moderno en la arquitectura fueronocasionadas en gran parte por la necesidad deincorporar a esta disciplina los beneficios de losadelantos tecnológicos que trajo consigo larevolución industrial en Europa.

En esta ocasión nos remontaremos a los iniciosdel siglo XX para recordar a uno de los maestrosde la arquitectura que revolucionaron laconcepción de este arte haciendo uso delconcreto armado; Charles­Edouard Jeanneret,mejor conocido como Le Corbusier.

La materialización de los cincopostulados lecorbusianos

Hablar de este gran arquitecto es recordar suscinco postulados para una arquitectura moderna:los pilotes, la estructura independiente, la plantalibre, la fachada libre y la terraza jardín. Agudoanalista de su tiempo, Le Corbusier sintetizó enestos puntos la aplicación de los adelantostecnológicos de su época, sustentados en lafilosofía del vasto movimiento intelectual del queformó parte, cuyos principales postulados fueronpublicados en sus célebres artículos de la revistaL’Esprit Nouveau.

La Villa Saboye, ubicada en Poissy, es una de

Resumen:

En esta época de vertiginoso avancetecnológico que vivimos, en la queparece a veces que el hombre haperdido el control de sus propiascreaciones, la obra de este granmaestro sigue siendo un referente en labúsqueda de opciones para aprovecharlos adelantos de la modernidad yponerlos al servicio de una mejorcalidad de vida. La Villa Saboye es unejemplo de lo que puede lograr lacreatividad humana cuando la orientauna reflexión profunda y un interéspositivo.

las obras maestras de la arquitectura moderna enla que se conjuga magistralmente el legado de LeCorbusier. Abandonada durante la segunda guerramundial, estuvo en riesgo de ser demolida en1958, lo que fue impedido gracias a unmovimiento internacional y a la intervención delentonces ministro de Cultura de Francia, AndréMalraux, quien la declaró monumento histórico en1965. Hoy, la que fuera casa del matrimonioSaboye es visitada y admirada por estudiantes,arquitectos y el público en general.

Esta casa forma parte del grupo de villas blancasque el célebre arquitecto construyera durante losaños veinte a personas de alto nivel económico.Se edificó con la más pura simplicidad gracias aque los clientes estaban, según palabras delpropio Le Corbusier, “desprovistos totalmente deideas preconcebidas; ni antiguas, ni modernas.Su idea era simple: ellos tenían un magníficoentorno boscoso; deseaban vivir en el campo;estaban a 30 km de París en auto”. Pero antes derecordar la descripción de la Villa Saboye en sí,es interesante rememorar sus antecedentes quenos refieren al esquema de la casa dominó; célulahabitacional con la que Le Corbusier dio aconocer al mundo sus postulados acerca de laarquitectura moderna.

El esquema de la casa dominó comorespuesta a una nueva realidad

El siglo XIX se distinguió de los precedentes porla gran cantidad de inventos que durante él segestaron y constituyeron materia prima para lasvanguardias de principios del XX. La era industrialtrajo como resultado la producción en serie, queen arquitectura se tradujo en ciudades industrialesen las que se perdió la identidad del individuo altipificar su hábitat. A esta pérdida de relaciónnatural entre la vivienda y el hombre, Le Corbusierresponde con el esquema de la casa dominó,donde plantea que la industrialización de laarquitectura, si es ideada con sentido humano,

puede conducir a resultados satisfactorios no sólofuncionalmente sino estéticamente.

El esquema de la casa dominó se compone deelementos prefabricados donde la estructura escompletamente independiente de la organizacióninterna de la vivienda; plataformas planassostenidas por pilotes y comunicadas por rampascomponen el esqueleto. Esto nos es totalmentefamiliar en nuestros días, pero sabemos que ensu época causó revuelo mundial ya que lasolución de la casa­habitación era tratada comoun problema completamente nuevo; erareinventada en función de una nueva civilizacióncon posibilidades técnicas en la que el concretoarmado jugó y sigue jugando un papel primordial;respondía a necesidades económicas imperantesen la época que al pasar de los años se hanintensificado; sugería la posibilidad de organizarbarrios enteros bajo este esquema sin serrepetitivo gracias a su flexibilidad; y aunque estosbarrios compuestos por casas dominó sequedaron en proyecto, fueron, según el propio LeCorbusier relata, “experimentos que permitierondesarrollar sus posteriores ideas en torno alurbanismo”, ideas que se plasmaron en obrastales como las unidades habitacionales de París,Marsella y Berlín.

Funcionalidad, naturaleza y estéticaen la Villa Saboye

Del diseño de la casa dominó surgió la serie devillas blancas mencionadas a las que pertenecela Villa Saboye. Esta casa, además de cumplircon todos los postulados lecorbusianos, fueconcebida para llegar a ella en automóvil, y poreso el radio de giro mínimo de un auto es lacondición fundamental de la que parte suesquema compositivo. En la planta baja seencuentran los servicios comunes y el garaje,todo ello contenido en la curva dictada por elmovimiento del auto y rodeada por los pilotes quesoportan la estructura superior.

Otra condición esencial es el respeto por elentorno. Dice Le Corbusier que “la hierba es bella;el bosque también. Se le tocará lo menos posible.La casa se posará como un objeto al centro de lahierba sin destruir nada. Sin embargo –continúa–,la hierba es húmeda, malsana para vivir; enconsecuencia, el verdadero jardín de la casa noestará sobre el suelo, sino a tres metroscincuenta; será un jardín suspendido donde el soles seco y saludable; desde donde se podráadmirar el paisaje en su totalidad, mucho mejorque desde abajo”.

Regresando a la planta baja, al ascender por larampa se llega al solarium y al resto de lashabitaciones. Conforme se recorre este nivel, sevan descubriendo los espacios. Esta enseñanzade apreciar la arquitectura al recorrerla la toma delos árabes, lo que le da gran diversidad deencuentros con sensaciones inesperadas al pasarde un ambiente a otro.

La Villa Saboye se encuentra en Poissy, ciudadprácticamente conurbada con París. Escustodiada por la Fundación Le Corbusier, quetiene su sede en otra de las célebres casas delafamado arquitecto suizo nacionalizado francés:la Villa La Roche, en la capital gala. Aunque laurbe se ha comido al bosque, esta casa goza deuna amplia extensión de terreno que la hace lucircomo la ideara su creador, posada sutilmente enmedio de la hierba.

Recordar esta obra no sólo por su valor estéticosino por ser la materialización de toda una seriede reflexiones en torno a una época donde latecnología comenzaba a ocupar un lugarpreponderante en la concepción de laarquitectura, nos conduce a reflexionar acerca denuestra realidad actual. Vivimos un proceso cadavez más acelerado de tecnificación; saberaprovecharlo positivamente con sentido humanonos conducirá, como dijera Charles EdouardJeanneret a principios del siglo XX, a resultados

satisfactorios no sólo funcionalmente sinoestéticamente.

Instituto Mexicano del Cemento y del

Concreto, A.C.Revista Construcción y Tecnología

Febrero 2000Todos los derechos reservados

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Hacia unConcretoEcológico

Veinte por ciento de la población mundialconsume 80 por ciento de las materias primas.No es posible la elevación del nivel de vida deuna gran parte de la humanidad si no seextraen más materias primas, algunas de lascuales son cada vez más raras. Por eso, losrecursos deben explotarse pensando en ellargo plazo; es decir, hay que satisfacer lasnecesidades actuales sin descuidar las de lasgeneraciones futuras. De una amplia visión deconjunto de la situación del medio ambiente enSuiza,2 se pueden extraer los siguientesdatos:

Más de 50 por ciento del consumo de energíay de las emisiones de gas con efecto deinvernadero provenientes principalmente de losprocesos de combustión, se deben al tránsitoy a las necesidades del hogar.

El tránsito por carretera consume alrededor de70 por ciento de la energía final utilizada parael conjunto del tránsito.

Aproximadamente 50 por ciento de lasdistancias cubiertas por persona y por día loson mediante el transporte, sobre todomotorizado, utilizado para actividades deltiempo libre. En 1994 el transporte públicocubrió alrededor de 20 por ciento de estasdistancias, y al automóvil particularcorrespondió aproximadamente 65 por ciento.

Es pues necesario reducir al mínimo los dañosal medio ambiente debidos al tránsito y a las

Resumen:

Como eco de la creciente preocupación porel impacto de los materiales y elementos deconstrucción sobre el medio ambiente, en laconstrucción con concreto se handesarrollado procedimientos ecológicos parareducir el riesgo al mínimo. El artículo queaquí presentamos aporta valiosainformación sobre el tema así comointeresantes datos de la operación de estaindustria en Suiza.

necesidades del hogar. Con respecto a estoúltimo, es preciso vigilar el impacto de laconstrucción y el mantenimiento sobre elmedio ambiente (ecología).

De acuerdo con la referencia 3, la construcciónecológica comprende varios aspectos:

Elección del lugar, concepción, forma ysituación de la construcción, elección de losmateriales de construcción en función delmedio ambiente y del consumo de energía.

Programa de exigencias funcionales,organización interna, sistemas técnicos deconstrucción.

Inclusión de la vegetación con el objeto de

a) minimizar las necesidades energéticas y derecursos para la construcción y la utilizaciónde edificios;

b) favorecer la utilización de sistemasnaturales y de recursos renovables;

c) evitar la contaminación del medio ambiente;

d) tener el menor número posible desuperficies impermeabilizadas;

e) integrar las construcciones de modo quearmonicen con el paisaje.

El presente artículo está basado en gran parte,en la documentación SIA D 0146,1 la cualcontiene información tanto básica comodetallada para evaluar el impacto del concretosobre el medio ambiente. Esta documentaciónha sido escrita por el grupo de trabajo "Impactodel concreto sobre el medio ambiente" de laComisión para la norma SIA 162 "Obras deconcreto". Este grupo de trabajo está

compuesto por representantes de la industria,de escuelas superiores y de la OFEFP.

Flujo de los materiales del concreto

Actualmente se producen alrededor de 20millones de toneladas de concreto al año, paralo que se utilizan las materias primasmencionadas en la tabla 1. Las distanciasusuales del transporte del concreto y de susconstituyentes figuran en la tabla 2.

Cementos

El cemento contiene clinker, aditivos mineralesy yeso, que sirven para regular susolidificación. Los constituyentes para un 1 kgde clinker –aproximadamente 1.5 kg de calizasy de arcilla molida– se calcinan (parcialmentefundidos) a aproximadamente 1,450 °C duranteun lapso de 15 a 20 minutos. Puesto que lascenizas que provienen de los combustibles seintegran al clinker, no existen desechos. Lasmaterias primas, así como los combustiblesincinerados, deben utilizarse en cantidadesque permitan obtener una composicióndeterminada de clinker (figura 1). Para lafabricación de 1 kg de clinker portland seutilizan aproximadamente 120 g de carbón o3.6 MJ. El costo de los combustiblesrepresentaba, en otro tiempo,aproximadamente un tercio del costo deproducción. Esta es la razón de que en elcurso de los últimos decenios se hayatrabajado intensamente para reducir elconsumo de energía.

En Suiza, las emisiones de CO2 debidas a laproducción de clinker representan apenas 8 porciento. Por cada tonelada de cemento, seemiten aproximadamente 500 kg de CO2provenientes de la harina cruda (eliminada porla piedra caliza); aproximadamente 380 kg deCO2 provenientes de los combustibles.

Para la producción de clinker, la industria delcemento reemplaza cada vez más la harinacruda y los combustibles tradicionales pormateriales de sustitución apropiados. La razónde esto son las emisiones, el elevado costo delos combustibles y los esfuerzos tendientes autilizar los recursos de manera cada vez másrazonable. En un documento básico de laOFEFP se formulan otras exigencias relativasa la eliminación de desechos en las fábricasde cemento:4

"Los desechos pueden eliminarse en lascementeras, a condición de que este método

respete más el medio ambiente que cualquierotro tipo de eliminación

esté de acuerdo con la planificación cantonal yfederal de los desechos

no entre en conflicto con una administraciónmás ecológica de los recursos "

La directiva de la OFEFP respecto a laeliminación de desechos en las cementerasincluye valores indicativos para el contenido desustancias contaminantes en el clinker o en elcemento portland. Allí se encuentranigualmente exigencias relativas a lasconcentraciones de metales pesados en losmateriales secundarios y en el clinker (tabla3).

Estas exigencias se sitúan entre los valoresindicativos para una zona de excavación nocontaminada y para una zona de excavacióntolerable (muy poco contaminada). Loscombustibles secundarios pueden tantodisminuir muy levemente los contenidos demetales pesados en el cemento comoaumentarlos.

La utilización de desechos no reduce

necesariamente las emisiones y el consumode energía en las cementeras. Sin embargo,51,000 toneladas de combustibles secundariosque representan, en total, un valor calorífico deaproximadamente 3,700 TJ, permitieron en1998 cubrir 36 por ciento de la energía térmicanecesaria para la fabricación de clinker, esdecir, que sustituyeron las cantidadescorrespondientes de combustiblestradicionales tales como petróleo y carbón.

Al mismo tiempo, se ha reducido laimportación (transporte) de combustibles, asícomo la extracción de materias primas.

Transporte del cemento

En Suiza, el cemento se transporta la mitadpor ferrocarril y la mitad por carretera; 93 porciento se transporta en bruto (1998) y el restoen sacos.

La eccema del cemento

Trabajar con cemento húmedo o con concretofresco sin tomar las debidas precaucionespuede provocar irritaciones en la piel.7 Esto sedebe al elevado nivel de pH, es decir, alcontenido en cromato del orden de 10 ppm (g /t) de los cementos portland.

Agregados

Las reservas de arena y grava de Suizapotencialmente utilizables son del orden devarios miles de millones de toneladas. Estasreservas disminuyen continuamente (figura 2)ya que solamente 1 por ciento de la cantidadextraída cada año para la construcción (50millones de toneladas), es reemplazado porprocesos naturales. Basándose en el consumoactual de arena y grava, se puede estimar quelas reservas serán todavía suficientes para almenos 50 años. De todas maneras, existen

actualmente en diferentes partes dificultadesde aprovisionamiento entre nosotros y en elextranjero.

Sin embargo, no necesariamente deberemospadecer una escasez general de grava enSuiza. Esto, entre otras razones, por lassiguientes:

Declinación de la construcción en más de 30por ciento de 1990 a 1996.

Recuperación anual de 0.3 millones detoneladas de agregados en los camiones detransporte de concreto y en las centrales deconcreto.

Agregados de concreto que sirven comomateriales de construcción de reciclaje: en laconstrucción, cada año se produce alrededorde 1 millón de toneladas de concreto dedemolición y aproximadamente 1.5 millones detoneladas de materiales de demolición noclasificados, y la tendencia está creciendofuertemente.

Utilización de materiales trituradosprovenientes de la perforación de túneles(actualmente menos de 100,000 t / a) y depiedras calizas.

Importación de más de 4 millones de toneladasde arena y grava por año.

Aditivos del concreto

Aproximadamente un tercio del total concretosfabricados en Suiza contiene aditivos(tendencia que tiende a incrementarse). Losaditivos son materiales agregados a losconcretos durante el mezclado en cantidadesinferiores a 5 por ciento (con respecto a lamasa del cemento) y que sirven para modificarlas propiedades de estos concretos en los

estados fresco y endurecido (prEN 934­2). Yase ha tratado en detalle la utilización de losprincipales aditivos en números anteriores delBulletin du ciment.9 En 1996, se vendieron untotal de aproximadamente 15,000 toneladas deaditivos, de los cuales 76 por ciento eransuperfluidificadores (HBV) y fluidificadores(BV). Al realizar un estudio, se efectuaronpruebas de lavado con lejía, con agregado deconcreto en probetas de diferentescomposiciones confeccionadas en ellaboratorio, y se examinaron los productoselegidos considerando el carbón orgánico(COT) disuelto. Las cantidades de COTconstatadas fueron mínimas (menos de 50ppm). En condiciones de prueba muy severas,fue posible lavar con lejía un total deaproximadamente 20 a 30 por ciento de losHVB utilizados. En los agregados de concreto,únicamente una pequeña parte de lassustancias lavables provenían de los aditivosutilizados. El resto era responsabilidad de losproductos utilizados en la construcción(pinturas, adhesivos, colas, masilla, etc.) y deotros materiales (madera, yeso, asfalto, etc.),así como, en una parte muy pequeña, de losagregados, el cemento y el agua.

De acuerdo con los conocimientos actuales,los HBV casi no amenazan al medio ambiente.Puesto que los aditivos son fácilmentesolubles en el agua, no hay que temer suconcentración en los suelos, los conductoresdel agua subterránea y los organismos. Laasociación profesional de fabricantes suizosde aditivos de concreto (FSHBZ), encolaboración con especialistas del medioambiente independientes, ha creado unaetiqueta de calidad para los aditivos deconcreto y mortero (figura 3). Esta etiqueta seconcede a los productos que estánclasificados como ecológicos. Se toman encuenta la producción, el almacenamiento,transporte, utilización, reciclaje, eliminación y

empaquetado de un adtiivo.

Aditivos minerales del concreto

Según la norma SIA V 162.051, los aditivosminerales son materiales orgánicos finamenterepartidos que pueden agregarse a losconcretos para mejorar ciertas propiedades opara conferirles propiedades particulares.Pueden ser de origen natural (por ejemplo,emisiones volcánicas), o producidosindustrialmente (por ejemplo, cenizas volantesde centrales térmicas que usan hulla). Losaditivos minerales, por definición, se agreganal concreto en el momento de su fabricacion.Pero las cenizas volantes, arenas de escoria,harinas de calizas y humos de sílice tambiénse muelen directamente con el clinker. De ahíresultan diferentes tipos de cementos (normaSIA 215.002). Lo concerniente a los aspectostécnicos de los agregados se ha tratado endiferentes números de Bulletin du ciment.10 Encomparación con otros países en donde seproducen aditivos minerales en forma desubproductos de procesos industriales, elconsumo de aditivos minerales en Suiza esbajo (aproximadamente 50,000 t / año).Admitiendo que se utilicen alrededor de 30 kgde aditivos minerales por metro cúbico deconcreto, se agrega al conjunto de concretossuizos aproximadamente 10 % de cenizasvolantes de hulla o de arenas de escoria.

El concreto y el medio ambiente

Las indicaciones relativas a las necesidadesenergéticas (por ejemplo, para la producción deuna tonelada de cemento), se relacionan yasea con la energía final consumida (litro depetróleo, kilovatio / hora de electricidad, etc.) obien con la energía primaria, también llamadaenergía gris. La energía gris comprende losgastos de energía para la producción y eltransporte de la energía hasta el consumidor

final. Según la manera de considerar el asunto(límite del sistema), la energía primaria puedetambién comprender las necesidadesenergéticas para la realización de obras deinfraestructura tales como centrales térmicas,refinerías, etc. Un ejemplo: para la producciónde una tonelada de CEM 1, las necesidades deenergía final son de aproximadamente 3.4 MJ,y el consumo de energía primaria (sin obras deinfraestructura), de aproximadamente 4.1 MJ.

Cada metro cúbico construido en los edificioshabitacionales comprende alrededor de 500 kgde materiales. Más de dos tercios de losedificios están compuestos de concreto, piedranatural o artificial, así como de ladrillos debarro cocido y tejas (tabla 4).

En los grandes conjuntos modernos, la energíagris relacionada con los materiales se estimaentre 60 y 110 MJ por metro cuadrado al año,por superficie de referencia energética.

La energía relacionada con los materiales es laenergía necesaria para la fabricación de losmateriales de construcción para elrecubrimiento de los edificios. No comprendeel transporte de los materiales del fabricante allugar de la obra, ni las necesidadesenergéticas para la excavación y otros trabajosen la obra.

Durante la utilización de un edificio, losocupantes consumen para su funcionamiento ypara la utilización de medios de transporte unmúltiplo de la energía relacionada con losmateriales. No por esto es menos necesariocontinuar mejorando el costo energético defabricación de los materiales de construcción.

En estas consideraciones sobre lasnecesidades energéticas, no se ha tomado encuenta más que un solo aspecto ecológico.Tres escenarios diferentes para la evolución

del consumo de energía y del volumenconstruido de edificios habitacionales, indicanlo siguiente:12

Construcción, conservación y renovacióncomo hasta el presente; los nuevos edificiosse construyen de acuerdo con el estándaractual.

Conservación de los volúmenes construidosexistentes, es decir, estrategia para minimizarel consumo de materiales (arena, grava); elvolumen de las nuevas construccionescorresponde al de las demoliciones.

Transformación para minimizar el consumo deenergía; en 50 años, el conjunto de lasconstrucciones actuales será reemplazado porconstrucciones que requieran un mínimo deconsumo de energía.

Los resultados de estos tres escenarios sepresentan en la figura 4. Con el primerescenario (“como hasta el presente”), laactualización de datos revela el volumen máselevado de construcción y de consumo deenergía. La decisión por cualquiera de losescenarios debe tomarse en un nivel superior,en el marco de una orientación de la opiniónpolítica.

Contenido de metales pesados

Los cementos, los agregados y los aditivosminerales son los que determinan en mayormedida el contenido de metales pesados de unconcreto; el agua de mezclado y los aditivossólo contribuyen muy levemente.

El reemplazo parcial del cemento por aditivosminerales tales como cenizas volantes dehulla o arena de escoria conlleva –según lacomposición de éstos– contenidos mayores omenores de metales pesados en los

concretos.

Los agregados provenientes de rocas de losAlpes –extraídas, por ejemplo, durante laperforación de un túnel–, pueden presentarcontenidos de metales pesados más elevadosque los agregados provenientes de la meseta.Lo mismo puede decirse de los agregados deconcreto en los concretos reciclados. Lautilización como agregados de agregados deconcreto o de materiales extraídos durante laperforación de túneles no debe cuestionarsesistemáticamente ya que, en contrapartida, senecesitan menos descargas y los yacimientosde grava y arena pueden cumplir otrasfunciones (por ejemplo, reserva de aguapotable).

Peligro de los metales pesados

No es el contenido total de metales pesados lodeterminante para la contaminación del medioambiente, sino solamente la parte de estosmetales que pueden extraerse mediante lavadocon lejía.

Los concretos frescos no pueden lavarse másque si entran en contacto con el agua duranteel breve lapso de su endurecimiento. Aún nose cuenta con estudios sobre este tema, peroes necesario admitir que el riesgo es grande.En el momento de efectuarse las pruebas delaboratorio sobre el lavado de metales pesadoscontenidos en los concretos endurecidos, hasido necesario aumentar artificialmente elcontenido de cada uno de los metales pesadospara poder realizar mediciones confiables. Aunasí, se satisfacían las exigencias de ladisposición sobre protección de aguasrelativas a las aguas superficiales.

En el momento de las pruebas de lavado demetales pesados, los concretos con o sinaditivos minerales proporcionan, en general,

los mismos resultados. Esto no tiene nada deextraño, ya que los metales pesados se fijanmuy bien, tanto en los aditivos minerales comoen la pasta de cemento endurecido y losagregados.

Reciclaje del concreto

Ochenta por ciento de aproximadamente 1.5millones de toneladas de desechos de canteratratados en 1996 en los patios de maniobrasha podido ser reciclado. En los desechos decantera, aumenta el porcentaje de concretoque se transforma en agregado de concreto.Es de preverse que en el futuro,aproximadamente 2.5 por ciento de lasconstrucciones se destruya cada año, lo querepresentará algo así como 1 millón de metroscúbicos de desechos de concreto.

Las exigencias técnicas y ecológicas relativasal concreto de reciclaje figuran en larecomendación SIA 162/4, en la norma SN640743 a de la VSS, y en la directiva para lavalorización de los desechos de canteraminerales publicada por la OFEFP. Losagregados de concreto se utilizan tanto noaglomerados (reemplazo de arena y grava)como aglomerados (concreto). Sus principalesusos son, actualmente:

reemplazo de arenas y gravas en suforma no aglomerada.concreto pobresustitución de los agregados naturalespara los concretos de construcción.

Los aditivos y los aditivos mineraleseventualmente contenidos en los agregados deconcreto no entorpecen; lo que perjudica sonlas impurezas (entre otras el caucho, la hulla)provenientes del uso o de la mezcla con otrosmateriales en el momento de la obra

(construcciones mixtas) o de la demolición. Sepueden utilizar aditivos y aditivos minerales sinproblema en el concreto de reciclaje.

Evaluaciones ecológicas

En la figura 5 se presentan las fasesecológicamente importantes, los márgenes dedecisión, así como la evolución de los costosen el ciclo de vida de una obra. En el planoecológico, los trabajos más importantes sonprincipalmente los que se efectúan antes ydurante el estudio y el establecimiento delproyecto (por ejemplo, la decisión de construiro de transformar, de una construcción metálicao en concreto armado, así como la definiciónde la utilización y las necesidades). Durantelos trabajos de construcción no puedenrealizarse mejoramientos importantes. De lafigura 5 también se desprende que la eleccióndel material tiene gran influencia en los costosde construcción o de eliminación.

Evaluación del impacto sobre el medioambiente

Para las consideraciones generalesrelacionadas con el impacto sobre el medioambiente, es esencial efectuar una evaluaciónexhaustiva de los aspectos ecológicos ytécnicos importantes. Para los elementos deconstrucción con concreto son importantes,entre otros, la fabricación y composición de lasmaterias brutas y del concreto, la fase deutilización y de mantenimiento, así como lademolición. Durante todas las fases, seproducen cantidades diversas de ruido, aguade desecho, gases de combustión y seconsumen energía y materias primas. Losimpactos difieren mucho y no hay manera decompararlos directamente. Una manera, porejemplo, sería constituir lo que se llamacategorías de impactos.

Categorías de impactos

Se pueden agrupar en categorías de impactos(tabla 5) los efectos de diversas sustanciasque se sabe que son importantes. Por ejemplo,gas carbónico, metano, gas hilarante ehidrocarburos clorados se agregan comoequivalentes de gas carbónico en lo queconcierne al potencial del efecto deinvernadero. También se agrupan encategorías de impacto los perjuiciosocasionados a la salud del hombre (toxicidadpara el hombre), así como a las plantas yanimales (ecotoxicidad), por las aguas usadas,los gases de escape, etc. Existen ademáscriterios complementarios que deben tambiénincluirse en la evaluación ecológica.

Las categorías de impacto son el primer pasohacia una consideración ecológica global, yaque se limitan a lo que es necesario y posibleen función de los conocimientos actuales;continuamente se toman en consideración losnuevos descubrimientos.

El método de categorías de impacto haresultado eficaz para los materiales deconstrucción. Ha sido utilizado, por ejemplo,para tubos de canalizaciones, postes de líneaseléctricas aéreas y durmientes de vías deferrocarril. Hasta ahora no ha habido estudiossobre las edificaciones habitacionales.

Estos estudios son costosos, y tratar desimplificarlos descuidando ciertos parámetrospuede llevar a conclusiones erróneas.

Ejemplo de postes de líneas eléctricasaéreas

Un estudio hecho en l99517 es un buenejemplo de una evaluación ecológica general ode una comparación ecológica. Se examinó y

evaluó una línea ordinaria de 0.4 kV de 1,000m de longitud, y 35 m entre postes, incluyendoel sitio. Se trató de postes de madera, deacero y de concreto armado. Los impactossobre el medio ambiente se agruparon encategorías de impacto (tabla 5), desde lafabricación hasta la eliminación (figura 6). Enforma complementaria, se definió, por mediode un análisis de sensibildad, lo que influía demanera determinante sobre las informacionesobtenidas y si las bases de datos eran losuficientemente precisas.

La construcción en madera resultó, desde elpunto de vista ecológico, ligeramente másventajosa que la de concreto armado, la que, asu vez, era netamente más ventajosa que laconstrucción de acero. Para los postes delíneas eléctricas aéreas, en condicionesdiversas, deben ponderarse las diferentescategorías de impacto de manera distinta. Enlos sitios ya sometidos a una carga ecotóxicarelativamente elevada, por ejemplo, laconstrucción en concreto armado podría serecológicamente más ventajosa que la demadera, que es la que plantea más problemasen cuanto a la ecotoxicidad.

Posibilidades de obtener información

Las fichas técnicas y las fichas de datos deseguridad contienen información esencialconcerniente a los riesgos para el medioambiente. Se incluye la responsabilidad delfabricante del producto. En la ficha para ladeclaración SIA, las materias utilizadas en losmateriales y elementos de construcción seregistran cuantitativamente. Algunas rarasindicaciones complementarias dan una leveidea del impacto sobre el medio ambiente. Losproveedores o los fabricantes determinan lacalidad de las declaraciones, porque son elloslos que dan las indicaciones.

Además de estas fichas, existen otrosnumerosos documentos en los que, a vecespor razones de "practicabilidad," se haprocedido a simplificaciones inadmisibles. Enel dominio de la construcción, se hanpublicado numerosas fichas cantonales ycomunales sobre la construcción ecológica.Tales fichas contienen datos valiosos, auncuando las evaluaciones ecológicas puedenvariar de un cantón a otro. Los materiales queson rechazados en un cantón pueden muy bienser aconsejados en otro.

En consideración a este estado de cosascomplejo, se han creado los "eco­forum" y, enla primavera de 1998, la "plataforma comúnpara una construcción durable." Aquí es dondepueden y deben someterse los nuevosdocumentos que vayan a emitirse e incluyandatos ecológicos. Se quiere así, por una parte,evitar desde un principio repeticiones inútiles ycontradicciones, y por la otra, permitirencontrar información sobre el contenido de losdocumentos existentes.

Perspectivas

La reducción de la contaminación causada almedio ambiente en general, y del consumo deenergía en particular, es una tarea prioritariaque hay que enfocar desde diferentes ángulos.Por ejemplo:

Deben establecerse ciclos de materiales ydebe alentarse la utilización de materiales deconstrucción reciclables. Por otro lado, hacefalta lograr una mayor aceptación de losmateriales secundarios tales como el agregadode concreto. Los materiales secundarios nodeberán someterse a exigencias más severasque los materiales primarios.

Cuando se proyecta una nueva construcción,es necesario primero estudiar las posibilidades

de reciclaje del volumen construido existente,de modo que, al construir, se utilicen menosmateriales tomados de la naturaleza.

Debe reducirse el consumo de energía por elvolumen construido existente.

Debe concederse gran importancia a ladurabilidad.

Los sistemas de administración ambiental enlas empresas de producción ofrecen ventajasecológicas y económicas. Los flujos demateriales y de energía pueden mejorarse.

Variante en concreto para el nuevo puentesobre el Aar

Para reemplazar el puente metálico deenrejado que cruza el río Aar entre Vogelsangy Lauffohr, el departamento de obras públicasdel cantón de Argovie ordenó proyectarvariantes de puentes en madera, acero yconcreto. Un jurado examinó losanteproyectos del puente desde el punto devista técnico, económico y ecológico. Para laevaluación ecológica se recurrió a expertosindependientes. También fue objeto deevaluación la integración del puente al paisaje.La mejor solución resultó ser el puente deconcreto armado. Así pues, el consejoejecutivo dio la orden de proyectar laconstrucción de un puente de concretoarmado.

Bibliografía

El presente artículo está basado en granmedida en la documentación SIA D 0146.1 Lasllamadas que allí se encuentran no semencionan más que si remiten a las fuentesen la foma de figuras o tablas.

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15. ____”Environmental life assessment ofproducts / backgrounds LCA”, informe 9267,Centre of Environmental Science, Leiden(1992).

16. “Methodik der produktbezogenenÖkobilanzen / Wirkungsbilanz und Bewertung”,Texte 23, Umweltbundesamt berlin (1995).

17. Künniger, T. y K. Richter, “ÖkologischerVergleich von Freileitungsmasten”, informeEmpa, Dübendorf (1995)

18. Schweizer Baublatt 1999 [ 55 ] , 3.

Instituto Mexicano del Cemento ydel Concreto, A.C.

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ARTICULOSIGUIENTE

¿Cuál es la varilla de refuerzo más resistente a lacorrosión?

Debido a que la corrosión del refuerzo puede dar como resultadoagrietamiento, manchas y astillamiento del concreto, así comoreparaciones costosas, con frecuencia el refuerzo resistente a lacorrosión es la elección obvia para estructuras de concreto expuestasa altos niveles de cloruro. Lo que no queda muy claro es cuál es elmejor tipo de varillas de refuerzo que ha de usarse para un proyectoparticular.

Las varillas de refuerzo con una capa epóxica, las galvanizadas, lasde polímeros reforzados con fibra de vidrio, las de acero sólidoinoxidable y las revestidas de acero inoxidable, todas están diseñadaspara resistir la corrosión, especialmente la corrosión inducida por ionesde cloruro. Antes de seleccionar uno de estos productos para unaobra, se deben considerar factores tales como costos iniciales,aspectos de construcción, grado de resistencia a la corrosión ycomportamiento a largo plazo. La siguiente comparación de las cincoopciones de varillas de refuerzo pueden ayudar a tomar una decisiónbien fundamentada.

Varillas de refuerzo con una capa epóxica (epoxy­coated rebar,ECR)

Los recubrimientos epóxicos en las varillas se han diseñado para queactúen como una barrera física, aislando el acero de los treselementos principales necesarios para que ocurra corrosión –oxígeno,humedad y iones de cloruro–. El recubrimiento también sirve como unaislante eléctrico para el acero y minimiza el flujo de corrientecorrosiva.

Aunque las varillas recubiertas completamente con epóxicos no secorroen, su rendimiento depende de la capacidad e integridad delrecubrimiento. Cuando se presentan defectos en el revestimiento(pequeñas superficies sin revestir) y ocurre el daño, la resistencia a lacorrosión disminuye. La mayor parte del daño causado, tales comoastillas, raspaduras y áreas magulladas, ocurre durante el transporte,

el manejo y la colocación de las varillas, y cuando el concreto frescocae violentamente sobre las varillas.

Al igual que ocurre con las varillas de refuerzo negras y sinrecubrimiento, el rendimiento de las ECR también depende del gradode agrietamiento del concreto, la profundidad del recubrimiento deconcreto y los niveles de cloruro. La acción combinada de los defectosdel recubrimiento y los daños por la exposición a condiciones severaspuede llevar a la corrosión prematura y al deficiente comportamiento

Resumen:

Para estar en condiciones de decidircuál es el refuerzo que más conviene afin de evitar la corrosión, es precisoconocer los distintos tipos de varilla quepueden utilizarse, y para ello, nadamejor que consultar esta comparaciónde las características, el rendimiento y elcosto de cinco opciones que seencuentran en el mercado.

puede llevar a la corrosión prematura y al deficiente comportamientode las ECR.

Desde mediados de los años setenta, las ECR se han usadoampliamente porque se suponía que la capa epóxica evitaríaproblemas de corrosión. Sin embargo, a principios de los noventaempezaron a surgir informes acerca de fallas de las ECR,particularmente en puentes de concreto en los Cabos Florida. Enrespuesta a estos informes, la Administración Federal de Carreterasrecomendó que los estados evaluaran el comportamiento de las ECRen los tableros de puente existentes. En seguida tenemos algunos delos resultados clave de estas evaluaciones:1

· La condición general de las estructuras hechas con ECR era buena,con sólo algunas áreas aisladas deterioradas. Ningún agrietamiento odelaminación en los tableros de los puentes fue causado por corrosiónde las ECR.

· De las 202 muestras de ECR tomadas de los tableros de puentes, 81por ciento no mostraba corrosión alguna. Las áreas donde habíacorrosión se localizaban típicamente en lugares con pequeñassuperficies sin revestir visibles o con acero expuesto. Las muestrasfuertemente corroídas de ECR se encontraban en áreas con unrecubrimiento ligero de concreto y altas concentraciones de cloruro.

· Las concentraciones promedio de cloruro cerca de la varilla derefuerzo estaban en, o por encima, del umbral necesario para iniciar lacorrosión en el acero negro. En áreas con un recubrimiento inadecuadode concreto, los niveles de concentración de cloruro eran usualmentemás altos y el concreto se encontraba típicamente agrietado.

En los tableros de puente evaluados, los recubrimientos epóxicos nodañados proporcionaban un sistema de barrera adecuado y unaprotección efectiva contra la corrosión hasta por 20 años, reiterando laimportancia de manejar las SCR con cuidado y reparar apropiadamentetodos los recubrimientos dañados.2 Además de las evaluaciones decampo, la investigación en el laboratorio sobre la corrosión aceleradaconfirma que es muy importante recubrir completamente las varillas derefuerzo con epóxicos para lograr la resistencia contra la corrosión,especialmente en el concreto agrietado y allí donde las ECR estáneléctricamente unidas al acero negro.

En pruebas de especímenes de concreto preagrietado en las que seusaron cátodos negros (con las ECR amarradas eléctricamente alacero negro), las tasas de corrosión para las varillas de refuerzo condaño en el recubrimiento sobre 0.5 por ciento de la superficie, fueronde 2.1 a 36 veces más bajas que las tasas para el acero negro. Paralas ECR con 0.004 por ciento de daño en el recubrimiento, los valoreseran de 6.7 a 289 veces más bajos. En concreto no agrietado con uncátodo epóxico, las tasas de corrosión de las ECR con un daño de 0.5por ciento en el recubrimiento eran de 150 a 1,175 veces más bajasque las correspondientes a las varillas negras. Para las ECR con dañoen el recubrimiento del 0.004 %, las tasas fueron de 69 a 1,762 veces

en el recubrimiento del 0.004 %, las tasas fueron de 69 a 1,762 vecesmás bajas (véase la tabla 1). Los investigadores atribuyeron el ampliorango de resultados a los diferentes tipos y marcas de recubrimientoepóxico empleado en la investigación.

Es importante hacer notar que el umbral de cloruro para iniciar lacorrosión en las ECR con daño de 0.5 por ciento en el recubrimiento,es el mismo que el umbral para iniciar la corrosión en el acero negro.3Para las ECR con daño de 0.004 por ciento o menos en elrecubrimiento, el umbral es más alto debido a que el recubrimientoepóxico impide que los iones de cloruro lleguen a estar en contactocon el acero. En la obra, esto significa que el daño al recubrimientoepóxico que resulta de la construcción podría disminuir los límites delumbral de cloruro. La investigación indica también que las varillasdobladas tienen una menor resistencia a la corrosión que las varillasrectas, ya que la acción de doblado daña el recubrimiento epóxico enlas áreas de doblado.

Varillas de refuerzo galvanizadas

Desde los años treinta se han usado varillas de refuerzo galvanizadaspor inmersión en caliente o recubiertas con zinc, pero los informessobre su comportamiento son contradictorios, especialmente cuandolas varillas de refuerzo se someten a grandes concentraciones decloruro. Un investigador asegura que el nivel del umbral para iniciar lacorrosión es de 4 a 10 veces más alto que el del umbral para lasvarillas de refuerzo negras. Otros investigadores dicen que las varillasgalvanizadas producirán únicamente un ligero incremento de la vida de

una estructura en ambientes severos de cloruro.4

El recubrimiento de zinc protege la varilla actuando como una barrera.Si el mismo se daña, se autocura en cierta medida al formar una capade corrosión no expansiva, sacrificatoria, que protege el acerosubyacente. Algunos resultados de corrosión acelerada indican que lavarilla de refuerzo galvanizada es 38 veces más resistente a lacorrosión que el acero negro para concreto no agrietado, usando uncátodo galvanizado. Para concreto agrietado y un cátodo negro, lastasas de corrosión se incrementan en 41 por ciento.3 Esto indicaclaramente la necesidad de un concreto de buena calidad, libre degrietas, y acoplamientos no galvanizados entre el refuerzo recubierto yno recubierto. Cuando se empleen varillas de refuerzo galvanizadas,hay que asegurarse de que las varillas y los herrajes estén recubiertosde zinc. Los extremos cortados y las soldaduras deben estarrecubiertos con un imprimador con alto contenido de zinc.

Varillas de refuerzo de polímero reforzado con fibra de vidrio(glass­fiber­reinforded­polymer, GFRP)

Las varillas de refuerzo GFRP compuestas de fibras de vidrioimpregnadas de resina y que no contienen acero, son inmunes alataque de cloruros y de químicos. Además, las varillas de refuerzo noson conductoras de electricidad y tienen altas relaciones deresistencia a peso. Tienen una resistencia a la tensión hasta dos

resistencia a peso. Tienen una resistencia a la tensión hasta dosveces mayor que la del refuerzo de acero convencional aunque pesenúnicamente la cuarta parte (un atado de 10 varillas núm. 6 pesaúnicamente 34 kg). Debido a que las varillas de refuerzo GFRP no sonconductoras, no afectan los campos magnéticos ni las frecuencias deradio, se vuelven el refuerzo ideal para concreto en la vecindad deequipos con imagen de resonancia magnética, equipos de radio y decalibración de brújulas, o transformadores de alto voltaje, cables ysubestaciones.

Puesto que las GFRP tienen cualidades distintas a las del acero,existen importantes diferencias en el diseño y en las consideracionesde construcción. Por ejemplo, el módulo de tensión del refuerzo conGFRP es únicamente 1/5 del correspondiente al acero, lo que puedelimitar las longitudes de claros. Todos los dobleces para las varillasGFRP deben hacerse en la fábrica; no se permiten dobleces en laobra. Se permite cortarlas, pero debido a que los materiales con altopH, como es el concreto, degradarán las fibras de vidrio expuestas,los fabricantes pueden recomendar que se sellen los extremoscortados. Sin embargo, algunos fabricantes dicen que no es necesarioel sellado, ya que cualquier degradación que pueda ocurrir serápequeña. Las varillas GFRP no pueden ser soldadas nimecánicamente empalmadas.

Varillas sólidas de acero inoxidable

Estas varillas, hechas de una aleación de acero formada por la adiciónde cromo, níquel y molibdeno, son varillas de acero inoxidablequímicamente inactivas y altamente resistentes a la corrosión, graciasa la delgada capa de óxido rico en cromo que se forma en la superficiedel acero. Al agregar diferentes cantidades de cromo, níquel ymolibdeno, se crean diferentes grados de acero inoxidable. Para elacero de refuerzo, los grados 304 y 316 son los más comunes, siendoel grado 316 el más popular. Aunque los investigadores informan queel grado 316 es ligeramente más resistente a la corrosión inducida porcloruros que el grado 304, ellos recomiendan basar la selección delgrado en las propiedades físicas y de diseño, ya que la resistencia a lacorrosión de los diferentes grados de acero inoxidable es similar.5

Las pruebas de corrosión acelerada indican que las varillas de aceroinoxidable son de 800 a 1,500 veces más resistentes a la corrosiónque las varillas negras, y tienen un umbral de cloruro de 15 a 24 vecesmás alto.3 Sin embargo, las varillas de grado 304 pueden sersusceptibles de sufrir corrosión cuando se usan en un ambiente muysevero con un cátodo negro, mientras que la varilla de grado 316 noparece ser afectada por el preagrietamiento del concreto previo a laprueba y el uso de un cátodo negro. Aun en presencia de altasconcentraciones de cloruro, parece que las varillas de acero inoxidablepueden durar hasta cien años.3

Las varillas de refuerzo y de acero inoxidable pueden doblarse,cortarse, soldarse en la obra, y son muy resistentes a raspaduras yastillas. Las áreas maltratadas, los extremos cortados y las

astillas. Las áreas maltratadas, los extremos cortados y lassoldaduras no necesitan recubrirse.

Varillas revestidas de acero inoxidable

Las varillas de refuerzo revestidas de acero inoxidable se hanintroducido recientemente en Estados Unidos. Un delgadorevestimiento exterior de acero inoxidable está adherido al núcleo deacero y carbón convencional, creando una varilla compuesta que tienela misma resistencia a la corrosión que las varillas sólidas de aceroinoxidable, según informan el fabricante. El revestimiento es muy duro

y casi imposible de raspar o astillar. La varilla revestida puededoblarse, cortarse y soldarse, aunque algunos especificadores puedenexigir que se aplique un revestimiento a los extremos cortados.

Comparación de costos

Los costos de las varillas con una capa epóxica, las galvanizadas, lasGFRP, las de acero inoxidable sólido y las revestidas, varían casitanto como las propiedades físicas y de resistencia a la corrosión. Latabla 2 muestra la relación de costos entre el acero negro y cuatrotipos de varilla resistentes a corrosión con base en las cifras decostos que se dan en la tabla 1. (Debido a que las GFRP sonconsiderablemente menos densas que el acero, su costo por libra nopuede compararse directamente con los distintos aceros). Estas cifrascomparan únicamente costos materiales, de modo que para determinarlos costos en el sitio de la obra, hay que considerar también loscostos de fabricación.

Al comparar las opciones de varilla de refuerzo, hay que ver más alláde los costos iniciales y considerar los beneficios potenciales a largoplazo así como los costos del ciclo de vida total. Las encuestas handemostrado que el uso de varillas de refuerzo resistentes a lacorrosión puede incrementar el costo inicial de un proyecto en sólo unpequeño porcentaje, lo que significa que las varillas de refuerzopueden probar su alta rentabilidad en el largo plazo.

Referencias

1. J.L. Smith y Y.P. Virmani, "Performance of epoxy coated rebars inbridge decks”, publicación núm. FHWA­RD­96­092, Federal HighwayAdministration, Research and Development, Turner­Fairbank HighwayResearch Center, McLean, Va., 1996.

2. David P. Gustafson y Theodore L. Neff, “Epoxy­coated rebar: handlewith care”, Concrete Construction, abril de 1994, pp. 356­359.

3. D.B. McDonald, D.W. Pfeifer y M.R. Sherman, “Corrosion evaluationof epoxy­coated, metallic­clad and solid metallic reinforcing bars inconcrete”, publicación núm. FHWA­RD­98­153, Federal HighwayAdministration, Research and Development, Turner­Fairbank HighwayResearch Center, 1998.

4. S.R. Yeomans, “Comparative studies of galvanized and epoxy­coated steel reinforcement in concrete”, Durabilidad del Concreto /Segunda Conferencia Internacional, SP 126, American ConcreteInstitute. Farmington Hills, Mich., 1991, pp. 335­370.

5. D.B. McDonald, M­R­. Sherman. D.W. Pfeifer e Y.P. Virmani,“Stainless steel reinforcing as corrosion protection”, ConcreteInternational, American Concrete Institute, mayo de 1995.

======================================

Tabla 1. Comparación de varillas resistentes a la corrosión

Tipo de Cantidad de veces Resistencia Doblado

varilla más resistente a a raspaduras

la corrosión y astillamiento

__________________________________________________________

Capa epóxica Daño fácil, Se permite,

. Nivel de 150 a 1,175 requiere pero puede

daño 0.5% reparaciones dañar el

. Nivel de 69 a 1,762 en la obra recubrimiento

daño 0.004% epóxico

__________________________________________________________

Galvanizada 38 Muy dura: Se permite,

(capa de zinc) difícil de pero puede

dañar debilitar el

recubrimiento

__________________________________________________________

GFRP No se Bastante No se permite

corroe dura: no fácil doblado en el

de dañar campo

__________________________________________________________

Acero 800 a 1,500 No hay Se permite

inoxidable problema

sólido

_________________________________________________________

Revestimiento Igual que Muy dura; Se permite

de acero la varilla casi

inoxidable sólida de imposible

acero de dañar

inoxidable

__________________________________________________________

___________________________________________________________

Cortes Soldadura Umbral de Costo,

Cloruro $ / lb1

_________________________________________________________

Se permiten; Se permite; Igual que el 0.32

se requiere se requiere de la varilla

una capa en recubrimiento negra

el extremo en la solda­

cortado dura Muy alto__________________________________________________________

Se permiten; Se permite; 4 a 10 veces 0.50

se requiere se requiere más alto que

recubrimiento recubrimiento el del acero

en el extremo en la negro

cortado soldadura

__________________________________________________________

Se permiten; No soldable Inmune al 3.00 a

puede reque­ ataque de 4.002

rirse sellado cloruro

del extremo

cortado

__________________________________________________________

Se permiten Se permite; 15 a 24 veces 1.60

aplicar más alto que

procedimientos el de la varilla

especiales de negra

soldado

__________________________________________________________

Se permiten; Se permite; Igual que el de 0.60

puede reque­ aplicar la varilla sólida

rirse recubri­ procedimientos de aceromiento del especiales de inoxidable3

extremo soldado

cortado

__________________________________________________________

1 Los costos mostrados se basan en la referencia 5 y en lainformación de expertos de la industria. Son costos de materialesúnicamente, y pueden variar en diferentes partes del país.

2 La densidad de las GFRP es considerablemente menor que la delelacero y los valores no se pueden comparar directamente con la varillade acero.

3 Se supone que los valores son los mismos que para el aceroinoxidable sólido.

=======================================

Tabla 2. Relación de costos entre varilla negra y varilla resistente a lacorrosión

Tipo de varilla Relación

Negra (a 24 c / lb) 1.0

Capa epóxica 1.33

Galvanizada 2.08

Acero sólido inoxidable 6.67

Revestimiento de acero inoxidable 2.5

_______________________________________________________

ILUSTRACIONES

Figura 1. Las varillas de polímero reforzado con fibra de vidrio puedentener el doble de resistencia a la tensión que las varillas de acero, pero

pesan sólo la cuarta parte. Y como no contienen acero, no se corroen.

Figura2. Las varillas con recubrimiento epóxico resisten másefectivamente la corrosión si se repara cualquier daño en elrecubrimiento.

Este artículo se publicó en Concrete Construction y se reproduce conla autorización de The Aberdeen GroupInstituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C.

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ARTICULOSIGUIENTE

Concreto durable, el inicio delcambio

El ACI 2011 define la durabilidad del concretohecho con cemento hidráulico como la habilidadpara resistir la acción del intemperismo, ataquequímico, abrasión o cualquier otro proceso dedeterioro. Y determina que el concreto durabledebe mantener su forma original, calidad ycaracterísticas de servicio cuando es expuesto aeste ambiente.

Tomando como base estas condiciones, laexpectativa de mejorar la durabilidad y por tantola vida útil de cualquier estructura, está dada porla definición de sus condiciones de exposición,condiciones de servicio y las prácticasrecomendadas en la construcción del elemento.

En la determinación de cada uno de esosparámetros, las condiciones de exposición debenser integradas a la posición geográfica, elcarácter del lugar y el medio de contacto. Lascondiciones de servicio que generan los dañosmás comunes que afectan al concreto en sudurabilidad están expresadas por ataque desulfatos, exposición al agua de mar, ataqueácido, carbonatación, abrasión, corrosión delacero de refuerzo y reacciones químicas; y porúltimo, se deben tomar en cuenta las prácticasconstructivas recomendadas; previas, durante yposteriores a la colocación del concreto.

Puesto que el deterioro prematuro de un elementode concreto tiene causas muy variadas y quepueden ocurrir en un elemento a un mismotiempo, es necesario identificarlas todas yreconocer su posible procedencia, más aún, esnecesario saber sus mecanismos de ocurrencia yla magnitud de los daños que pueden provocar,ya que el establecimiento de todas estascondiciones es vital para poder prolongar la vida

Resumen:

Debido a las experiencias reiteradas dedeterioro acelerado de las estructuras deconcreto en todo el mundo, el conceptode durabilidad ha sufrido un cambio queestá relacionado íntimamente con elcosto final del producto y la vida útil de laestructura. En este artículo se discutenlos tres parámetros que se manejan en laconcepción del concreto durable:condiciones de exposición, condicionesde servicio y prácticas constructivasadecuadas. Éstos son, en definitiva, lostres aspectos básicos que hay queconsiderar en la elaboración de unconcreto de larga vida.

útil de cualquier estructura.

Problemática actual del concreto

Una forma sencilla de abordar esta problemáticaactual de las estructuras de concreto es citaralgunos ejemplos donde la ignorancia o la pocaimportancia dada a la durabilidad durante sudiseño y la falta de evaluación de las condicionesde exposición y servicio de los elementos setradujo en el deterioro acelerado de lasestructuras, con sus subsiguientes problemasoperativos., mantenimiento, costos de reparacióny disminución de su vida útil.

Caso 1

Datos de la construcción

Edificio de cinco niveles, de usohabitacional; construido con un sistema decolumnas y losas; concreto recubierto conpintura vinílica.Especificaciones: f’ c 250 kg / cm2 yrevenimiento desconocido.

Condiciones de exposición

Construido en zona costera a menos de 50m de la playa.Clima húmedo marino.Temperaturas promedio superiores a los30 °C y humedad relativa entre 60 y 80 porciento.Cimentación en contacto con un suelo ricoen sales (Cl y SO4)Fachada que da a la playa con elevadocontenido de sales producto de laevaporación del agua de mar y que son

transportadas por el viento.

Condiciones de servicio

Ataque químico de débil a moderado.Riesgo de moderado a elevado decorrosión del acero de refuerzo.

Descripción de daños

La identificación y registro de daños setomó a partir del quinto año deconstrucción; la evaluación de daños sehizo a los diez años de operación.La ubicación de los daños es en lascolumnas y balcones que tienen su carahacia la playa; en los concretos del interiorno se observó daño alguno.Los daños se caracterizan porfisuramiento, desprendimientossuperficiales de concreto y corrosióngeneralizada del acero de refuerzo; encasos extremos han desaparecido losestribos.La ubicación de las fisuras estáclaramente asociada en superficie a laposición del acero de refuerzo, y aprofundidad se relaciona con la secciónmedia de la varilla. Las fisuras presentancontinuidad, longitud igual al acero derefuerzo y ancho de hasta 5 mm y sinrelleno.La mayoría de los desprendimientos se hadado en la parte inferior de los balcones.El acero presenta productos de corrosiónen toda la superficie expuesta y se estimaque ha perdido menos del 10 por ciento desu sección original.

Características de los elementos

En el concreto se observó segregación,sangrado, estructuras de panal de abeja,elevado contenido de aire (>10%), altapermeabilidad, elevado coeficiente dedifusión de cloruros, diferenciasimportantes en el concreto de un mismoelemento, inadecuada elección del tamañomáximo del agregado grueso y resistenciasuperior a los 400 kg / cm2.

Recubrimientos diferenciales del acero,siendo los de mínimo espesor aquellosque tienen la condición de servicio másdesfavorable.En el concreto superficial se midió uncontenido de cloruros de 3 kg / m3 deconcreto y a la altura de la varilla elcontenido fue de 9 kg / m3; contenidosque se ubican muy por encima del valorlímite para la ocurrencia de la corrosión,que es de 0.8 kg / m3.

Consecuencias

Necesidad de una reparación mayor a 10años de construido el edificio, paraasegurar el adecuado funcionamiento yseguridad de la estructura.Costos del proyecto incrementados en unporcentaje importante, derivado de losaltos costos de mantenimiento yreparación.

Caso 2

Datos de la construcción

Puente carretero de más de 3 km delongitud y cimentado con pilas deconcreto.Especificaciones: f’ c 300 kg / cm2 yrevenimiento desconocido.El puente cuenta con una reparaciónmayor, consistente en un encamisado delas pilas con un mortero y una funda defibra de vidrio.En varias secciones del puente se haincrementado el número de pilas paraasegurar su funcionamiento estructural.

Condiciones de exposición

Construido en zona costera con seccionesapoyadas en tierra y fondo marino.Clima húmedo marino.Temperaturas promedio superiores a los30 ° C y humedad relativa entre 60 y 80por ciento.Cimentación en contacto con un suelo ricoen sales (Cl y SO4).Pilas con secciones permanentementesumergidas en agua de mar, secciones enla zona de oscilación del nivel del mar(splash) y secciones por encima del niveldel mar.

Condiciones de servicio

Ataque químico moderado a fuerte.Riesgo de corrosión del acero de refuerzode elevado a muy intenso.

Descripción de daños

Sólo se han intensificado daños en unasección del puente que usó pilas de unconstructor diferente.La identificación y el registro de daños setomó a partir del segundo año deconstrucción; la evaluación de daños sehizo a los 10 años de operación.La ubicación de los daños esprincipalmente en las pilas, en la zona desplash y la sección de pila que se ubicapor encima del nivel del mar.Los daños se caracterizan porfracturamiento, expansión de loselementos, desprendimientos superficialesde concreto y corrosión generalizada delacero de refuerzo con pérdidas fuertes dela sección transversal.La ubicación de las fisuras estáclaramente asociada a la posición delacero de refuerzo en superficie. Lasfisuras presentan continuidad, longitudigual al acero de refuerzo y ancho dehasta 10 mm y sin relleno.La mayoría de los desprendimientos sedan en la zona de mareas, en dondealgunos de los desprendimientos hallegado a una profundidad de hasta varioscentímetros de la parte trasera del acerode refuerzo. En una cantidad importantede pilas, la protección del acero derefuerzo ha desaparecido o no funcionaadecuadamente.· El acero presenta productos de corrosiónen toda la superficie expuesta y se estimaque ha disminuido promedio menos de 15por ciento de su sección original.En la zona reparada se ob servan daños

en la franja de splash con pérdida de lacamisa de fibra, el mortero y el concreto.Muchas de las pilas presentan expansióny han deformado o roto la camisa de fibracon evidencias claras de corrosión.En la zona de splash y la zona que seencuentra inmediatamente por encima deella se observa un adelgazamiento de lacamisa de fibra de vidrio.

Características de los elementos

En el concreto, en forma superficial sólose observan algunos defectos deconstrucción tales como poros ysegregación.El recubrimiento del acero es escaso parauna condición de servicio tandesfavorable; en algunos casos seobservó que éste es menor a 25 mm.

Consecuencias

Necesidad de una reparación mayor acinco años de construido el puente, paraasegurar el adecuado funcionamiento yseguridad de la estructura.Costo del proyecto incrementado en unporcentaje importante, derivado de losaltos costos de mantenimiento yreparación.La efectividad de la reparación puede serseveramente cuestionada, ya que a cincoaños de su ejecución el daño no sólo nose ha detenido, sino que ha continuado ydañado a la misma reparación.

Esta síntesis de dos problemasrelacionados con la durabilidad de lasestructuras de concreto puede representaruna clara muestra de la problemáticaactual, condición que no cambiarámientras las especificaciones de concretose relacionen tan solo con su resistencia ala compresión y su consistencia.En los siguientes incisos se discuten enforma sucinta los tres aspectos básicosque se deben considerar en la elaboraciónde un concreto durable.

Condiciones de exposición

La determinación de las condiciones deexposición de cualquier elemento se debenevaluar han atención al medio ambiente ydependen de la posición geográfica y del carácterurbano, rural o industrial del lugar; y lascaracterísticas del medio de contactocorresponden al suelo, el agua o cualquier otrasustancia sólida, líquida o gaseosa queeventualmente pueda tener contacto con laestructura. En el caso de las condiciones queprevalecen en el interior del concreto, lacondición más inestable que afecta la durabilidaddel mismo es la que se produce por lasreacciones deletéreas entre el cemento y losagregados.2

Posición geográfica

Cuando se considera la elaboración de concreto,las condiciones climatológicas se tienen como ungrupo de variables importantes, las cualespueden ser identificadas y agrupadas en tresdiferentes categorías:3

1. Intervalo de baja temperatura, en que deben

aplicarse medidas para proteger el concretofresco y endurecido contra el frío excesivo.

2. Intervalo de temperatura moderada, en que nose requieren medidas especiales en este aspectopara el uso del concreto en la construcción deestructuras ordinarias.

3. Intervalo de altas temperaturas, durante cuyamanifestación se recomiendan precauciones conel objeto de prevenir los efectos perjudiciales delcalor excesivo principalmente sobre el concretofresco y recién colocado.

Esta última categoría representa, en el caso de laRepública mexicana, la condición másdesfavorable para la producción del concreto y laúnica posibilidad de ocurrencia, por lo que será laúnica que se discutirá en este documento.Puesto que lo que nos interesa definir son lascondiciones de alta temperatura, resultaconveniente cómo define el clima caluroso elcomité ACI 305,3 el cual indica que es unacombinación de las siguientes condiciones, quetienden a perjudicar la calidad del concreto frescoo endurecido: alta temperatura del ambiente, altatemperatura del concreto, baja humedad relativa,velocidad del viento y radiación solar.

En virtud de la combinación de factores queintervienen en la valoración de un clima caluroso,el U.S. Bureau of Reclamation4 especifica paraestructuras ordinarias una temperatura máximade 27 ° C cuando el clima es caluroso pero noseco. El balance de esta condición indica, alesperarse que la temperatura del concreto al sermezclado sea ligeramente mayor que la promediodel medio ambiente, que para poder colocar elconcreto a una temperatura máxima de 27 o 32 °C, sin adoptar medidas preventivas, es necesarioque la temperatura ambiente sea menor de 27 ° Cen clima seco y menor de 32 ° C en climahúmedo.

Se sabe que el agrietamiento derivado de lacontracción por secado en condiciones climáticasdesfavorables ocurre cuando la velocidad críticade evaporación del agua superficial del concretoalcanza 1 kg / m(2) / h.

Con los datos de la referencia 5, la Repúblicamexicana se localiza entre los 15 y 33 grados delatitud norte, de manera que el trópico de Cáncer(23 ° 27’) la divide en dos porcionesaproximadamente iguales; de este modo,astronómicamente, a la porción sur lecorresponde clima tropical y a la porción norteclima templado. Sin embargo, de acuerdo con lascondiciones locales de altitud y distancia al mar,existe cierta tendencia a la definición de treszonas que presentan diferente clima regional:zona A, que corresponde a la región centro­norte,en donde el ambiente suele ser seco, caluroso enverano y frío en invierno; zona B, que rodea laanterior pero con un clima menos extremosopues exhibe mayor grado de humedad y másmoderación en las variaciones estacionales detemperatura; zona C, que comprendeprincipalmente la región sur­sureste y la llanuracostera del litoral del Golfo de México, en dondeel clima es sensiblemente tropical, cálido yhúmedo, con relativamente menos variacionesentre el verano y el invierno.

En la figura 1 se hace una delimitación tentativade estas tres zonas climáticas, cuyas principalescaracterísticas de temperatura y humedad sonaproximadamente como sigue:

Conceptos Zonas climáticas

(límites probables) (A) (B) (C)

Temperatura mínima absoluta en invierno, ° C ­22/ ­8 ­12 / 0 0 / 12

Temperatura máxima absoluta en verano, ° C 36 /50 36 / 48 40 / 46

Humedad relativa media anual, % 30 / 40 40 / 6060 / 80

De esta definición zonal, se concluye que la zonaA presenta la mayor velocidad de evaporación delagua superficial del concreto, y por lo tanto lamayor condición de riesgo para la rápidadesecación del concreto recién colocado. Entanto que en las zonas B y C, aun cuandorepresentan condiciones menos desfavorables,mantienen condiciones propicias para la rápidaevaporación del agua.

Carácter del lugar

Al definir el carácter del lugar, se pueden definirtres ambientes básicos de referencia: urbano,rural o industrial. En cada uno de estos sitios sepueden definir varias condiciones relativas alcarácter del lugar que permiten establecerdiversos subambientes; en la creación de estasubdivisión se toman como base la humedad y laexposición a sustancias químicas agresivas.

En orden de menor a mayor condición de riesgose puede obtener la siguiente clasificación decarácter del lugar:

Ambiente secoInterior de habitación u oficina conhumedad relativa

Ambiente húmedo. Habitación interior con humedadrelativa > 70%.. Exterior, en contacto con agua oterreno no agresivo.

Ambiente marino. Parcial o totalmente inmerso en elmar o zona periférica.. Área rica en sales o zona costera.

Ambiente con ataque químico débil

. Contacto con sustanciasdébilmente agresivas.. Área industrial o urbana con débilcontaminación.

Ambiente con ataque químico medio. Contacto directo con sustanciasmoderadamente agresivas.. Área industrial o urbana con altacontaminación.

Ambiente con ataque químico fuerte. Contacto con sustancias fuertementeagresivas.

Medio de contacto

Una vez colocadas, las estructuras de concretotienen contacto directo con concreto, suelo oagua. Los últimos dos medios son los únicos quepueden tener un carácter agresivo que afecte ladurabilidad de la estructura que se encuentre encontacto con ellos, y esto se debe a que demanera natural estos medios pueden contener,en concentraciones variables, sustanciasagresivas que pueden causar daños al cementoportland.

Aunque la lista de sustancias agresivas para elconcreto puede resultar muy larga, las que seconsideran más comunes y agresivas son lossulfatos, los cloruros, los álcalis, el calcio y elmagnesio.

El ataque por estas sustancias agresivas serátratado más adelante con detalle para el caso delas más importantes y comunes, pero comoexisten situaciones en las que las condiciones dediseño no permiten la protección total delelemento, se deben tomar precauciones paraaislar la estructura de concreto de su medio decontacto, para lo cual se ha recomendado 2 laaplicación de una serie de medidas en forma

individual y / o complementaria, que son lassiguientes:

Abatir el nivel freático por medio de dreneso por cualquier otro procedimientoadecuado.Aplicar sobre la superficie del terreno o lacimentación un productoimpermeabilizador u otro material queactúe como tal, antes de desplantar laestructura de concreto.Aplicar un recubrimiento de protecciónsobre las superficies terminadas deconcreto que deban permanecerenterradas.Sustituir el material producto deexcavación por otro exento de sustanciasagresivas para efectuar los rellenos de lascimentaciones.

Condiciones de servicio

Ataque por sulfatos

Los medios de contacto agresivos para elconcreto están caracterizados por suelos y aguassuperficiales o freáticas que contienensustancias que atacan químicamente al concreto.

De manera común, las sales inorgánicaspresentes en estos medios son los sulfatos, loscuales se encuentran en diferentes niveles deconcentración en la naturaleza. Cuando seestiman en concentraciones pequeñas, seconsideran prácticamente inofensivos, pero amedida que incrementan su nivel deconcentración, su presencia se vuelve unacondición de riesgo para las estructuras deconcreto ya que puede producir cambiosvolumétricos6 en los elementos, de tal forma que

ocurra un deterioro prematuro del concreto. Cabemencionar que la condición más desfavorablecuando existen sulfatos es cuando éstos seencuentran solubles en agua.

En la República mexicana existen numerosossitios donde el suelo o el agua, o ambos,contienen elevadas concentraciones de sulfatos,lo cual reviste importancia cuando en estos sitiosse pretende cimentar estructuras de concreto. Demanera general, no limitativa, puede decirse quees conveniente evaluar esta condiciónpreviamente a la construcción, analizando elsuelo y el agua, en las zonas áridas ysemidesérticas del norte de la república, en lavecindad de las costas de ambos litorales,particularmente en las zonas bajas y regionespantanosas colindantes con el golfo de México, yen los lechos de zonas lacustres desecadastales como el lago de texcoco.2

Exposición al agua de mar

El agua de mar contiene de manera naturalelevadas concentraciones de sulfatos (1,500ppm) y de cloruros ( > 20,000 ppm), por lo querepresenta un medio de contacto francamenteagresivo para el concreto, ya que se debe cuidarla combinación de efectos por la concentraciónelevada de este tipo de sales en el medio.

Carbonatación

Los principales efectos de la carbonatación sonuna clara disminución del pH de la pasta deconcreto, que como consecuencia genera unadisminución de la protección que da la pasta a lacorrosión del acero de refuerzo. El principalpromotor de la corrosión es el CO2 que seencuentra presente en el ambiente de maneraregular, cuando se combina con la temperatura,la humedad relativa y la permeabilidad delconcreto.

Altas tasas de carbonatación ocurren cuando lahumedad relativa se ubica entre 50 y 70 porciento, y cuando ésta tiene valores < 25 porciento, la carbonatación se considerainsignificante. Se ha identificado que el aguacontiene más de 20 ppm de CO2 agresivo, lo cualpuede favorecer la rápida carbonatación de lapasta de cemento portland; por otra parte, se haconcluido que en aguas con libertad demovimiento con 10 ppm o menos de CO2agresivo, el riesgo de carbonatación resultainsignificante.1

Ataque químico

El ataque químico al concreto está representadopor muy diversos componentes, los cualespueden tener muy diversos orígenes y fuentes deaporte, de tal manera que es necesarioconocerlos para reconocer cuáles son susposibles efectos nocivos en contacto con elconcreto.

Corrosión del acero de refuerzo

Se ha identificado2 que la principal causa decorrosión del acero del refuerzo embebido en elconcreto tiene origen en una diferencia potencialelectroquímica en la que es común la presenciade una corriente eléctrica que inicia el fenómenode corrosión electrolítica, aunque también sereconoce que este tipo de proceso se puedemanifestar por un ataque químico directo.

Como consecuencia de los procesos de corrosióndel acero, se pueden tener dos efectosclaramente diferenciados en las estructuras deconcreto. Por una parte, debido a la corrosión delacero de refuerzo disminuye la sección del acero,con lo que pierde su adherencia a la pasta, seafectan en forma negativa sus propiedadesmecánicas y, por tanto, merma su capacidad detrabajo estructural. Por otra parte, ocurren

cambios volumétricos que se derivan de laformación de los productos de la corrosión, dondedichos cambios generan presiones losuficientemente poderosas para agrietar la pastade concreto y, en casos extremos, provocardesprendimientos de concreto.

Para mitigar la ocurrencia de los procesoscorrosivos, se deben identificar las principalescausas que lo favorecen, lo cual se ha hecho2 deacuerdo con lo siguiente:

Excesiva porosidad del concreto (concretopermeable al agua y al aire).Reducido espesor del recubrimiento deconcreto sobre el refuerzo.Existencia de grietas en la estructura.Alta concentración de agentes corrosivosen los componentes del concreto.Manifestación de corrientes eléctricas enel concreto (corrientes parásitas ogeneradas internamente por diferencia depotencial).

Abrasión

Por definición, el ACI 1167 considera comoabrasión las acciones de desgaste derivadas dela fricción y el frotamiento, mientras que laerosión corresponde a la acción abrasiva decavitación en el concreto derivado de la acciónde cualquier fluido en movimiento.

De tal forma, se identifica que la resistencia aeste proceso depende de tres aspectos básicos:la resistencia intrínseca de los agregados a lasacciones abrasivas y su composicióngranulométrica; la resistencia mecánica delconcreto, específicamente a la compresión, y losdiferentes aspectos prácticos involucrados en eluso del concreto y la ejecución de la obra.6

Las condiciones anteriores, el ACI 3028 las haresumido y agrupado en una serie de deficienciasque afecta en forma directa la resistencia aldesgaste de las superficies de concretoexpuestas a la abrasión, por lo que para mejorarla resistencia de las estructuras a este procesose debe evitar lo siguiente:

Emplear excesiva agua de mezclado.Utilizar la cantidad de cemento adecuada,evitando la insuficiencia.Revenimiento alto que provoque elmovimiento de las partículas ligeras haciala superficie y el sangrado.Manipulación excesiva del concreto.Contenido de aire que no considere lascondiciones de exposición.Prácticas inadecuadas de acabado quefavorecen el proceso de sangrado.Realización del acabado superficial conadición de agua.Formas y prácticas de curado noadecuadas.Carbonatación.Disminución de la resistencia potencial delconcreto.Apertura de la estructura al tránsito enforma prematura.

Reacciones deletéreas de los agregados

Todos los agregados son reactivos en menor omayor grado cuando se incorporan en concretoelaborado con cemento portland. Esto sólo seconvierte en un problema cuando los productosde reacción son de una composición determinaday abundantes y su toma de humedad producefuerzas de expansión destructivas dentro delconcreto. Este proceso de reacción involucra lapresencia de álcalis en el concreto (usualmente

aportados por el cemento), agua y ciertosagregados silíceos. El deterioro debido a estareacción se manifiesta usualmente en lasuperficie de la estructura afectada por unsistema regular de fracturas llamado mapeo opatrón de fisuramiento. Este patrón puede serinfluido por el tamaño y la forma de la estructuraafectada.

La reacción álcali­agregado se define como elproceso físico­químico en el que intervienenalgunos minerales de los agregados y loshidróxidos alcalinos del concreto que sonaportados principalmente por el cemento, losagregados o por algún agente externo. Esteproceso genera presiones de poro losuficientemente fuertes para producirfisuramiento del concreto y su consecuentedeterioro.

Las condiciones que permiten su desarrollo son:

Desarrollo de altas concentraciones de hidróxidosalcalinos en la solución de poro y migración delos reactantes a los sitios de la reacción.

Reacción con las fases reactivas dentro de laspartículas de agregado y formación de unproducto de reacción (gel).

Flujo o absorción de un fluido en o por el productode reacción, causando fuerzas expansivas.

El estrés o fuerza expansiva actúa en elcemento, el agregado y / o en la zona deadherencia pasta / agregado, causandofracturamiento y el subsiguiente deterioro delconcreto.

Comúnmente se admite que existen trescondiciones cuya ocurrencia en el concreto esnecesaria para que se produzca y manifieste unareacción álcali­agregado en grado deletéreo:

Primera . Presencia de rocas y mineralesreactivos en los agregados, en las proporcionesque en cada caso resulten críticas, conforme asu origen y naturaleza.

Segunda. Elevado contenido de álcalis en lamezcla de concreto para mantener una soluciónfuertemente alcalina en contacto con losagregados.

Tercera . Presencia de humedad capaz depermitir la formación de las soluciones de poro.9

Prácticas recomendadas

En la fabricación de concreto en nuestro país, losrefuerzos se han concentrado en mayor forma enregular la calidad del producto, realizando paraello supervisiones estrictas sobre la calidad delos componentes, la técnica y las condiciones deproducción y las características de los equiposcon los que se produce. Esta situación permiteque las actividades previas y posteriores a laelaboración del concreto ocupen un planosecundario en la mayor parte de los trabajos desupervisión.

En la producción de un concreto durable no esposible que las actividades involucradas en sudiseño, elaboración y colocación se lleven a cabode manera ligera. Es necesario que todas secumplan en forma correcta, para tener laseguridad de que el concreto pueda cumplir conlas necesidades para las que fue diseñado. Loanterior se puede sustentar en el reconocimientoque existe sobre las causas principales deproblemas en estructuras de concreto, en dondese ha identificado que el mayor porcentaje dedefectos observados en los elementos se originapor la aplicación de procedimientos constructivosdeficientes y la ignorancia o el inadecuadomanejo que existe sobre el producto.

En la realidad existe una gran cantidad deprácticas constructivas recomendadas, que sonde gran utilidad y están pensadas para disminuirlos problemas en las estructuras de concreto. Encada una de ellas se detallan las actividades quedeben realizarse en tiempo y forma, de talmanera que este tipo de trabajo no deberepresentar ninguna causa de deterioro aceleradodel concreto.

Es una condición obligada que se cumplan todaslas prácticas de construcción sugeridas en eldiseño, elaboración, transporte, manejo,colocación y acabado para lograr un concretodurable, ya que esto permite hacer un uso máseficiente de los materiales, mejorar lascondiciones de diseño, lograr productos deacuerdo con las necesidades del proyecto,disminuir los costosa de mantenimiento, mejorarla relación costo / vida útil, etcétera.

Conclusiones

El acelerado deterioro de las estructuras deconcreto es la causa fundamental para que se déun cambio en el diseño y construcción de lasmismas. Dicho cambio tiene la obligación deanalizar en forma particular las condiciones deexposición y servicio de cada elemento yejecutarlas mediante la aplicación de lasprácticas constructivas recomendadas por loscomités internacionales de construcción.

La evaluación sistemática de las solicitudes decada estructura de concreto redundará enbeneficios económicos para todas las partesinvolucradas al hacer estructuras más duraderasy seguras.

En la utilización de concreto durable no esposible realizar análisis de costos simplistas, alcomparar productos convencionales contraaquellos que son de alto comportamiento, ya que

si tomamos en cuenta los casos presentados eneste documento, se puede concluir con claridadque los costos finales derivados del productooriginal, su mantenimiento y reparación, seránsiempre superiores a los costos originalesderivados de un producto de alto desempeño.

De los casos analizados se desprenden dosobservaciones significativas, dignas de sercomentadas:

Primera. En el caso 1, la resistencia a lacompresión obtenida es muy superior a laespecificada en el proyecto, es decir, se puedeconcluir que la resistencia mecánica no es unfactor definitivo en el incremento de la durabilidady se observa una gran cantidad de defectosderivados del diseño y de malas prácticasconstructivas que favorecen el tipo de daño quese encuentra en los elementos.

Segunda. En el segundo caso se observa la pocaefectividad que tienen las técnicas de reparacióncuando las condiciones de servicio de laestructura son severas.

Referencias

1. ACI Committee 201, “Guide to durableconcrete”. Report ACI 201R, AmericanConcrete Institute, Detroit, EUA, 1982.

2. Comité ACI 201, “Suplemento mexicanodel Comité ACI 201 Guía para laDurabilidad del Concreto”, Sección Centro­Sur del American Concrete Institute, Guíadel consumidor de concreto premezcladode Cemex , 4ª. ed., 1998.

3. ACI Committee 305, “Hot weatherconcreting”, Report ACI 305R, AmericanConcrete Institute, Detroit, EUA, 1991.

4. U.S. Bureau of Reclamation, Concrete

manual, 8ª. ed., U.S. Department of theInterior, Washington, D.C., EUA, 1975.

5. Mena, F.M., Concreto en clima caluroso,Memorias del Seminario Internacionalsobre Tecnología del Concreto:Durabilidad, Monterrey, N.L., México,1993.

6. ACI Committee 222, “Hot weatherconcreting”, Report ACI 222R, AmericanConcrete Institute, Detroit, EUA, 1991.

7. ACI Committee 116, “Cement andconcrete terminology”, Report ACI 116R,American Concrete Institute, Detroit, EUA,1991.

8. ACI Committee 302, “Guide for concretefloor and slab construction”, Report ACI302R, American Concrete Institute,Detroit, EUA, 1980.

9. Uribe, A.R., Manual para la identificaciónde rocas y minerales, Dirección Técnica yOperación de Agregados, México, 1995.

Figura 1. Zonas con diferente condición climáticaen relación con la humedad relativa.

Este artículo reproduce una ponencia presentadapor el autor en el XI Congreso Nacional deIngeniería Estructural celebrado en Monterrey,Nuevo León.

El ingeniero Roberto Uribe Afif es investigador delCentro de Investigación y Desarrollo Tecnológicodel Concreto de Cemex.Instituto Mexicano del Cemento y del

Concreto, A.C.Revista Construcción y Tecnología

Febrero 2000Todos los derechos reservados

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Aseguramiento dela calidad

La tendencia actual en la industria de laconstrucción es una programación acelerada que,en opinión del autor, es contraria al mejor interésde asegurar la calidad. Ni el propietario, ni elrepresentante del propietario, ni el contratista,están asignando en el programa de construcción eltiempo adecuado para resolver los problemas decalidad hasta que éstos se convierten enproblemas mayores. La fuerza decisiva no es lacalidad del trabajo, sino que continúa siendo laproductividad y el cumplimiento del programa deconstrucción, a cualquier precio.

Las consecuencias de esta actitud son lapérdida de destreza y generalmente, la aceptaciónde un trabajo de calidad inferior. Con frecuencia senos hace más fácil reparar o remover y reemplazarun trabajo de baja calidad, generalmente a un grancosto, en vez de haber luchado por que se hicieracorrectamente desde el principio. ¿Cuántas veceshemos escuchado decir a alguien sobre unproyecto: "Si se hace de la manera correcta laprimera vez, se evitará un dolor de cabeza paratodos"? Nada puede ser más verdadero, exceptoagregar a la frase las palabras "y siempre".

Otras tendencias recientes en la industria de laconstrucción son las especificaciones decomportamiento y el control de calidad delcontratista. Aunque ambas han tenido mucho éxitoen algunos proyectos, en otros han sidodesastrosas. ¿Qué es lo que determina ladiferencia? En opinión del autor, mucho de estodepende de la naturaleza del trabajo. Sin embargo,

Resumen:

Mucho se habla actualmente de lacalidad y mucho preocupa lograrla,pero, ¿cuáles son realmente losaspectos clave a los que hay que darprioridad para que una obra deconcreto alcance el nivel quedeterminan las normas? Esta es lapregunta que responde un expertocon amplia experiencia y autoridad enel tema.

los proyectos exitosos tienen comúnmenteespecificaciones y dibujos bien detallados, uncontratista, así como personal de supervisiónexperimentado en el tipo específico de trabajo deconcreto y apoyo en un nivel superior de laadministración del contratista para asegurar lacalidad. Si no se cumplen las especificaciones derendimiento y de control de calidad del contratistapara producir los resultados deseados, significaque uno o más de los puntos mencionados arribano se han tomado en cuenta o son inadecuados.Tal como se establece en la introducción al ACISP­2, no es necesario que el trabajo de concretose caiga para que se le considere un fracaso.¿Qué es, pues, lo que se necesita para evitarfallas de comportamiento?

En nuestra industria, muchos creen que laspruebas son la clave para lograr un proyecto decalidad y, por lo tanto, son muy exigentesrespecto a ellas durante la construcción. Aunqueno aboga por tal práctica, el autor sostiene que sepuede construir un proyecto de concreto decalidad con pocas pruebas durante su realización.

Si se cuenta con una especificación bienpreparada y detallada, materiales de calidadprobada, mezcla o mezclas de concretopreensayado e inspectores experimentados, sepuede producir una obra de concreto de calidad sintener que hacer una prueba de revenimiento nicolar un solo cilindro. La supervisión en la plantade dosificación asegurará que ésta se encuentreapropiadamente calibrada y en buenascondiciones de trabajo, que los materiales semanejen y almacenen apropiadamente, que sedosifique el peso requerido de cada material y queel concreto se mezcle con el equipo apropiado yse entregue en la obra tan rápidamente como seaposible. Los supervisores en la obra aseguraránque la localización esté lista para recibir elconcreto. Esto incluirá la verificación del refuerzoy los materiales para juntas, de la limpieza de loscimientos o las juntas de construcción, del

cimbrado y del equipo de colocación ycompactación, para garantizar que todos estosaspectos estén de acuerdo con los planos y lasespecificaciones. También verificarán que se hayaordenado la mezcla apropiada para el trabajo.

Los supervisores en la obra verificaránvisualmente la consistencia del concreto al serentregado y avisarán a la planta de mezclado sihubiera necesidad de cualquier ajuste. Lossupervisores de concreto más experimentadospueden ciertamente juzgar el revenimiento delconcreto con un error de más o menos 40 mm pormedio de un examen visual. Puesto que elcontenido de aire en el concreto no puede juzgarsepor ningún método visual, se tendrían que hacerpruebas de contenido de aire si se requiriera aireincluido para la durabilidad.

Los supervisores en la obra también podránverificar que el concreto se coloque rápidamenteen los moldes, a la profundidad debida de la capa,sin que haya segregación o separación, usando elequipo apropiado. También asegurarán que cadacapa se compacte total y apropiadamente, que losmoldes permanezcan firmes en la alineaciónadecuada, que se ejecuten las operaciones deacabado requeridas, en el momento apropiado yque se apliquen las medidas de curado yprotección tan pronto como sea posible al términodel trabajo de acabado. También harán unseguimiento de las colocaciones de concreto paraverificar que el curado y la protección seancontinuos para el período de tiempo especificado,que los moldes sean removidos sin causar ningúndaño al nuevo concreto, y que se realicen lasreparaciones mínimas y los tratamientos desuperficie tan pronto como sea posible y en eltiempo especificado.

Estos mismos supervisores garantizarán que losproblemas se resuelvan y corrijan inmediatamente,y que el trabajo se haga con destreza. Enconsecuencia, no hay razón para esperar otra

cosa que no sea una construcción de concreto decalidad, con el comportamiento esperado, para lavida de servicio anticipada.

Por otro lado, el autor cree que a pesar de todaslas pruebas de concreto fresco que uno quisiera opudiera realizar, un proyecto de concreto decalidad no puede construirse sin buenasespecificaciones respecto a los materiales y lamanera en que debe realizarse el trabajo, y sinuna supervisión minuciosa conforme se realiza.Entonces, ¿dónde debemos aplicar nuestro mejoresfuerzo?

El programa de control de calidad

Una de las decisiones primeras durante lapreparación de los documentos del contrato es ladeterminación de cómo habrá de manejarse elcontrol de calidad de la obra. Se han usado dosmétodos básicos: control de calidad por parte delpropietario o del representante del propietario ycontrol de calidad por el contratista. En añosrecientes, el control de calidad por el contratistase ha vuelto muy popular y se empleacomúnmente en combinación con lasespecificaciones del tipo de comportamiento. Lapopularidad de esta práctica deriva del apremio porparte de la industria de la construcción paraeliminar especificaciones preceptivas. Es tambiénel resultado de que los representantes delpropietario no desean ejercer o aceptarresponsabilidad por las decisiones de laconstrucción y la posibilidad de litigio que sederiva de estas decisiones. En algunos casos, sepuede especificar control de calidad del contratistaen un esfuerzo por reducir los costos deconstrucción. Cuando se emplee el control decalidad del contratista, el propietario o elrepresentante del propietario deberán proporcionar

un mínimo de supervisión y pruebas deaseguramiento de la calidad, para confirmar que elcontratista está manteniendo el control de calidaddel trabajo y para verificar la precisión de losresultados de prueba del contratista.

Si el contratista ha de ser el responsable total dela calidad de la obra y del control de calidad, losdocumentos del contrato deben ser específicos encuanto a lo que se requiera de él. Esto esnecesario para que la licitación del contratistarefleje el nivel de control de calidad esperado. Elautor recomienda que el control de calidad estéasentado como un item separado del pago global,en contratos por precio unitario. Tal prácticapermitirá que el ingeniero evalúe el esfuerzo que elcontratista se propone aplicar al control de calidad,y proporcionará un apalancamiento de pago en elcaso de que no se cumplan los requisitos de lasespecificaciones sobre el control de calidad.

Las disposiciones de las especificaciones para elcontrol de calidad del contratista deben incluir comomínimo lo siguiente:

· Un representante designado como gerente decontrol de calidad que informe a los nivelessuperiores de la administración, fuera del proyectoinmediato, y que sea el responsable del control decalidad del trabajo.

· Los requisitos para la preparación de unprograma de control de calidad que ha de seradministrado por el gerente de control de calidad,que detalle la manera en que el contratistapretende asegurar el cumplimiento de losrequisitos de las especificaciones.

· El gerente de control de calidad debe tener laautoridad para detener la obra si fuera necesario,hasta que se corrijan el trabajo o los materialesdeficientes.

· La documentación requerida y el programa depresentaciones.

· La certificación de supervisores y técnicos.

· Medios para pruebas requeridas y calibracióndel equipo.

· Una lista de las pruebas que han de hacerse,y la frecuencia mínima con que se realizarán.

· Los requisitos para manejar un trabajo que nocumpla con las normas, y

· Requisitos para la preparación de un informemensual que incluyan un resumen de las pruebas,el análisis de los resultados de las mismas y laforma de presentación.

¿Qué es lo que puede salir mal con un programade control de calidad del contratista? Losproblemas más frecuentes con el control decalidad de un contratista son las fallas en laorganización del control de calidad para tratar elincumplimiento en materiales y en mano de obra yemprender la acción correctiva inmediata. Es aquídonde la organización del control de calidadnecesita el apoyo de la administración de nivelsuperior del contratista y un compromiso firmepara lograr la calidad. Con mucha frecuencia, elpersonal de producción del contratista controla eltrabajo y, desafortunadamente, se ignora laorganización del control de calidad. Por lo tanto,cuando el sistema no funciona, la organizaciónpara el aseguramiento de la calidad del propietariousualmente tiene que intervenir y resolver lasdisputas de calidad. Esto pone una carga muchomayor en la organización del aseguramiento de lacalidad y tiende a incrementar la fricción y aprovocar una relación de adversarios entre lasvarias partes involucradas en el proyecto. Elproyecto resulta perjudicado y el contratista raravez ve el beneficio esperado.

Con base en la experiencia, el autor cree que elcontrol de calidad del contratista debe estarlimitado a proyectos de tamaño pequeño omediano, de naturaleza no complicada. La únicaexcepción podría ser un contrato negociado conun contratista con el cual el propietario hubieratenido una experiencia previa.

Cuando el propietario decida proporcionar laspruebas para el control de calidad y la supervisióntotal de la obra, el ingeniero de diseño deberápreparar un memorándum de control de calidadpara el personal de la obra en el que detalle elprograma de control de calidad esperado durantela construcción.2 Los documentos del contratodeberán notificar al contratista que el propietariomantendrá la supervisión y prueba de la obra.Deberá exigirse al contratista que proporcionemuestras para fines de prueba, así como el equipoy la mano de obra necesarios para obtenermuestras representativas de los materiales y elconcreto entregado. También habrá que advertir alcontratista que pueden requerirse ajustes demezcla con base en el comportamiento durante laconstrucción.

Las especificaciones

Hace más de 20 años, Lewis Tuthill dictó unaconferencia sobre "Juegos que la gente juega conel concreto." En esa conferencia, Tuthilldeclaraba: "Además, es insensato suponer queuna especificación del tipo "comportamiento"puede ser apropiada para la construcción conconcreto. Excepto para la resistencia y aparienciadel concreto, no existe una medida temprana delcomportamiento de la construcción. Cada pasodebe ser especificado y supervisado conforme sevaya realizando, porque únicamente la superficieserá finalmente visible. Hay que dar al constructor

una idea del equipo y los métodos que han deusarse, a menos que pueda demostrar resultadosiguales o mejores por otros medios."

El autor apoya enfáticamente las aseveracionesde Tuthill. Al igual que ocurre con el control decalidad del contratista, las especificaciones decomportamiento deben limitarse a proyectospequeños o medianos de naturaleza nocomplicada. Es verdad que la mayoría de losproveedores de concreto conoce mejor que nadiesus materiales y el comportamiento que puedeesperarse de su concreto. Sin embargo, el autorha descubierto que los proveedores hacen uninsatisfactorio trabajo de proporcionamiento de lamezcla cuando se requieren concretos especialeso más sofisticados. Cuando vayan a emplearseestos concretos, las especificaciones deben serpreceptivas y el ingeniero debe asumir laresponsabilidad por el comportamiento delconcreto.

Deben emplearse también especificacionespreceptivas en todos los proyectos grandes ycomplicados en los que estén bien justificados lasupervisión y las pruebas por parte del propietarioo el representante del propietario. A fin deproporcionar flexibilidad en el proporcionamientode las mezclas, por lo regular el cemento portlandy los aditivos puzolánicos se pagan por preciosunitarios separados, además del precio unitario pormetro cúbico para cada tipo de concreto colocadoen la obra.

El ACI 301, "Especificaciones Estándar paraConcreto Estructural," ha sido desarrollado y debeusarse en la mayor parte de las estructuras deedificios y obras de construcción con concretorutinarias. Sin embargo, en proyectos deconstrucción grandes y complicados, querequieran concretos estructurales, lasespecificaciones del concreto deben escribirse demanera específica para esa obra. Se debeconsiderar el volumen de concreto involucrado en

el proyecto que pueda justificar medidas inusualespara contribuir a un mejor concreto. Cuando elvolumen de concreto exceda de 15,000 a 23,000m3, estas medidas inusuales pueden incluir algunoo varios de los siguientes puntos:

· Planta de dosificación en la obra controladapor computadora, con mezclado central.

· Uso de agregados gruesos más grandes, sifuera apropiado, con base en el espesor de lassecciones de concreto y la cantidad de refuerzo.(También se debe advertir al contratista que lacolocación y compactación de este concretopuede ser más difícil que en el concreto detamaño de agregado más pequeño).

· Relavado y recribado de agregados gruesosconforme se introducen en los recipientes dealmacenamiento elevados de la planta dedosificación.

· Uso de hielo en lugar de una mayor porción delagua de mezclado y otros métodos depreenfriamiento, para producir concreto tancercano a los 10 °C como sea posible.

· Equipo de transportación distinto de lasmezcladoras de camión, que sea capaz detransportar rápidamente el concreto especificadodesde la planta hasta el área de colocación.

· Equipo de colocación y compactación capazde manejar mezclas de concreto de bajorevenimiento que puedan tener menos materialcementante y agregados finos que el comúnmenteusado.

Las especificaciones también pueden contenerrequisitos de materiales más restrictivos que loslímites del ASTM, tales como limpieza ygranulometría de los agregados, resistencia ycontenido de álcalis del cemento y contenido de

carbón de la ceniza volante, por ejemplo. Sinembargo, los límites agregados deben serfactibles, y los materiales que cumplan con estoslímites deben ser económicamente obtenibles.Además, deben incluirse criterios de aceptación,con base en más de una prueba, tal como unamuestra de cada cinco permitida fuera de loslímites de la especificación. La prueba que falledebe anotarse como suficiente para iniciar laacción correctiva. Siempre que sea posible, debenespecificarse los rangos en la cantidad decemento, material puzolánico, aditivos químicos,etc., de modo que el contratista tenga algunainformación sobre las cantidades de estosmateriales que vayan a utilizarse en el concreto.

Las especificaciones deben establecerclaramente quién es el responsable delproporcionamiento de la mezcla, y qué criterios deproporcionamiento de la mezcla se utilizarán. Yasea que la especificación se dé en términos decomportamiento o prescripción, con respecto alproporcionamiento de la mezcla, la especificacióndebe establecer la resistencia específica y la edadde la medición para cada tipo de concreto, ydónde se colocará en la obra. Si la especificaciónestá basada en el comportamiento, debenproporcionarse los criterios de aceptación deresistencia, así como los procedimientos para lainvestigación de la baja resistencia. El propietariodebe reservarse el derecho de ordenar la remocióny el reemplazo de cualquier concreto que seadefectuoso o que no cumpla con los criterios deresistencia para su aceptación.

Si se usan especificaciones del tipo preceptivo,debe exigirse al contratista que proporcionemuestras de los materiales que se han propuestopara usar. Estas muestras deben proporcionarsecon suficiente anticipación a la fecha esperada delcomienzo de la obra, y deben ser del tamañosuficiente para que el laboratorio del dueño puedapreparar y probar mezclas de prueba de laboratoriopara cada tipo de concreto.

Al contratista nunca debe pagársele el concretocon base solamente en los resultados de la pruebade resistencia. Si las mezclas se monitoreanapropiadamente, y se ajustan como debe ser, nohay razón para esperar concreto en la obra que novaya a proporcionar un comportamientosatisfactorio. Puede ser que los resultados de laspruebas de resistencia no tengan que ver con laresistencia real de la estructura. En un casoparticular, el propietario retuvo los pagos, quetotalizaban varios cientos de miles de dólares, alcontratista debido a que los resultados de controlde calidad del laboratorio de su subcontratista nollenaron los requisitos especificados. Sin embargo,las pruebas de control de calidad del laboratoriodel propio propietario, sobre el mismo concreto, ylas pruebas de corazones de muestras, mostraronque las pruebas de control de calidad delsubcontratista eran erróneas. La cuestión es queel propietario recibió el producto esperado –quesatisfacía los requisitos de resistenciaespecificados–, y el contratista tuvo que recibirjustificadamente el pago completo atrasado porese producto.

Como afirmó Tuthill, los ingenieros no debenvacilar en especificar equipo y métodos deconstrucción que hayan sido probados y que seanrecomendables para el trabajo. Los documentosdel ACI están llenos de guías y recomendacionespara producir resultados exitosos. Por lo tanto,debe incorporarse el texto apropiado en lasespecificaciones para asegurar el uso adecuado.

Se ha encontrado que dos áreas particularesson problemáticas durante la construcción, y confrecuencia no son tratadas adecuadamente en lasespecificaciones técnicas. Estas áreas son lacongestión y la compactación. La congestiónocurre generalmente en áreas localizadas de laobra que requieren especial atención. Como seestablece en el ACI 309: "Las áreascongestionadas son aquellas en las cuales elacero de refuerzo, los empotramientos, las cajas

de registro, los ductos y los anclajespresforzados, o las configuraciones y forma de losmoldes, hacen difícil lograr la colocación ycompactación del concreto". Cuando existen estascondiciones, las especificaciones deben permitir eluso de mezclas de concreto que se puedancolocar adecuadamente y compactarcompletamente en las áreas congestionadas. Estopuede requerir el uso de agregado grueso máspequeño que el normal, y de concreto fluidoproducido con aditivos que se diseñan para estepropósito. Sin embargo, el uso de tales aditivostambién debe restringirse a sólo aquellas áreasque lo requieran. El ingeniero no debe temerutilizar más de una mezcla de concreto en unacolocación particular si todo el concreto se diseñao proporciona para producir propiedades similares.Siempre debe usarse agregado grueso del tamañonominal máximo más grande que sea consistentecon el trabajo, cuando se desee un concreto másdurable. Las especificaciones deben tambiénpermitir el uso de pequeños vibradores deinmersión para complementar los vibradoresgrandes allí donde el acceso para éstos sealimitado. Por último, el ingeniero debe localizar lasjuntas de construcción horizontales en muros,vigas o trabes de gran peralte y columnas paraeliminar el acceso restringido a las capasmúltiples de refuerzo en las intersecciones con laslosas.

La otra área comúnmente descuidada en lasespecificaciones es la compactación del concreto.Declaraciones tales como "el concreto debe sercompletamente compactado" no tienen sentido.¿Quién ha visto que el concreto seaapropiadamente compactado como se recomiendaen el ACI 309?6 ¿Ha revisado usted últimamenteel ACI 309 para ver qué es lo que se recomienda,y si eso es lo que se observa en su proyecto?Muchos superintendentes del concreto no sabencómo compactar apropiadamente el concreto, demodo que, ¿puede esperarse que los operariosque están haciendo la obra conozcan las prácticas

correctas? La mayoría de los problemas decompactación son el resultado directo de vibracióninsuficiente más que la sobrevibración. Por lotanto, las especificaciones deben establecer losiguiente:

· El tamaño y tipo de los vibradores que han deusarse, con base en el tipo de concreto requeridopara el trabajo, y que estos vibradores estén enbuenas condiciones de trabajo y proporcionen lapresión de aire y el voltaje suficiente para queoperen apropiadamente.

· Que los vibradores se inserten verticalmente yde tal modo que penetren rápidamente la capa queestá siendo vibrada, y luego que se puedan sacarlentamente de manera que se remueva el aireatrapado.

· El concreto en los cimientos o en las juntas deconstrucción debe recibir más esfuerzo devibración para asegurar el contacto íntimo delconcreto fresco con el cimiento o el concretopreviamente colocado.

· En colocaciones de capas múltiples, elvibrador debe penetrar en la capa subyacente, yno debe colocarse una nueva capa hasta que lavibración se haya completado en toda la superficiede la capa.

· Que cada capa sea sistemáticamente vibrada,de modo que en cada inserción el radio de accióndel vibrador se sobreponga al del concretopreviamente vibrado.

· Que se conceda atención y esfuerzoespeciales a la vibración del concreto alrededor delos empotramientos y en las esquinas de lascimbras.

· Que se procuren vibradores extras en elproyecto.

Se ha encontrado que la vibración retardada dela capa superior reduce los huecos causados porel sangrado e incrementa la resistencia a lacompresión de este concreto. Debe incluirse estadisposición en las especificaciones, cuando seaapropiado.

Con frecuencia se culpa a los paquetes deagregado en esquinas verticales y a lo largo dejuntas de construcción horizontales, por la falta deconsolidación. Sin embargo, en la mayoría de loscasos, estos paquetes de agregado han sidocausados por la pérdida de lechada (pasta decemento y arena fina) de la mezcla de concreto,debido a que las cimbras no están adecuadamenteapretadas para evitar la fuga de mortero. Lasespecificaciones deben exigir cimbras que notengan fugas de mortero. Además, deben requerirque los moldes de uso múltiple no se traslapencon el concreto previamente colocado en másde25 mm, y que se use anclaje complementariopara evitar que los moldes se expandan y causenresaltos y pérdida de lechada a lo largo de estasjuntas. Deben requerirse tablas de nivel y dediseño a lo largo de las juntas de construcciónhorizontales, para asegurar una línea de juntauniforme a la elevación apropiada.

Además, el ingeniero debe reconocer que notodo el trabajo de concreto es perfecto. Casisiempre se requieren pequeños trabajos dereparación. Por lo tanto, las especificacionesdeben incluir disposiciones para la reparación delconcreto. Debe hacerse notar aquí que el concretose repara, no se "parcha". Un parche es unrecubrimiento. En las especificaciones debenincluirse disposiciones para la preparación de lareparación, materiales y métodos de reparación,así como el curado del trabajo de reparación, demodo que el contratista sepa cómo se requeriráque se haga ese trabajo. Las especificacionestambién deben establecer que el trabajo dereparación se haga tan pronto como se pueda.

El contratista

El contratista debe seleccionarse con base en sucapacidad para hacer el trabajo tal como seespecifica en los documentos del contrato. Enproyectos grandes o complicados, el propietariodebe exigir la precalificación de los contratistasantes de la licitación de la obra. El autor hadescubierto que no es suficiente calificar a uncontratista basándose solamente en proyectosprevios de construcción de naturaleza similar.Estos proyectos previos pudieron haber sidoconstruidos de un concreto similar a los tiposrequeridos en las especificaciones del proyecto.Los contratistas que pueden haber construidoplantas de energía nuclear usando mezclas deconcreto con un agregado de tamaño nominalmáximo de 1.5 o 0.75 pulg. (40 o 20 mm) notienen un concepto del esfuerzo adicional que serequiere en la colocación y compactación demezclas de concreto que contienen agregados deun tamaño nominal máximo de 3 pulg. (75 mm)para una planta hidroeléctrica. Por lo tanto, elpropietario debe exigir más experiencia específicay debe tener precaución en la precalificación delos contratistas.

Si han de esperarse buenos resultados, elsuperintendente del contratista debe estarorientado hacia el logro de la calidad, debe estarbien informado sobre las prácticas apropiadas ycorrectas de construcción en el trabajo que estarásupervisando. Es aquí donde la experiencia y lacapacitación son extremadamente importantes. Nopuede esperarse de la mano de obra trabajos decalidad, si la conducción no sabe cómo lograresto. Yo creo que el ACI puede tener graninfluencia en esta capacitación. Todo el personalde supervisión debe estar informado de las guíasdel ACI y las prácticas recomendadas contenidas

en muchos de los documentos de los comitéstécnicos del ACI. Después de todo, estosdocumentos se basan en años de experiencia enaquellas prácticas que producen resultadosaceptables.

Además, como lo cita R.F. McMillen en el ACISP­2: "Muchos que han estado interesados en lacausa de lograr mejor concreto han notado ladificultad de hacer un progreso real hasta quealguien con autoridad se convence de que puedelograrse un buen concreto, que es necesariolograrlo y, estando así convencido de esto, ordenaque se logre." Por lo tanto, la administración deproyecto del contratista y los niveles superiores deadministración deben apoyar la supervisión de lalínea, no solamente en el comportamiento de laobra de acuerdo con los documentos del contrato,sino en la destreza apropiada.

La destreza se define en el Diccionario Webstercomo "el arte o la habilidad de un trabajador;también la calidad que se imparte a una cosa en elproceso de hacerla." Vale la pena hacer notar queusted no puede efectuar una prueba de destreza.La destreza requiere atención a los detalles y buenjuicio.

El equipo del proyecto

Otro aspecto extremadamente importante paralograr un proyecto de calidad es la selección de supersonal, tanto por el propietario o surepresentante como por el contratista. En amboscasos, el personal debe estar comprometido paralograr la calidad y debe ser capaz de trabajarcomo un solo equipo durante el periodo deconstrucción. La comunicación es esencial. Lapráctica actual para establecer una comunicaciónen ambos sentidos y un espíritu de trabajo

conjunto es la camaradería, la cual generalmentese da al inicio del proyecto y establece las metasdel equipo.

El equipo de administración no construye elproyecto. Es la mano de obra quien lo hace. Sinembargo, para que el trabajo progrese de unamanera ordenada, la administración debe asegurarque la obra esté adecuadamente planeada y quese proporcionen los recursos suficientes, la manode obra calificada, los materiales especificados yel equipo apropiado para mantener el programa deconstrucción. También debe asegurar que todoslos problemas de construcción se resuelvan atiempo, de modo que el programa no sufra ningúnimpacto adverso.

La administración del contratista debe preparar ypresentar la documentación requerida, tal como seespecifique en los documentos del contrato. Esimportante que esta documentación esté completaen todos los aspectos, y que sea presentadadentro del tiempo especificado. Se puede perderun tiempo precioso en la revisión y nuevapresentación si los requisitos no son claros y silas presentaciones no contienen toda lainformación requerida. El propietario o elrepresentante del propietario son los responsablesde una revisión oportuna de la documentación delproyecto. Los encargados de la revisión debenestar bien informados sobre el material cubierto enesta presentación. El autor ha visto surgirproblemas mayores al comienzo de laconstrucción debido a que el equipo propuesto yproporcionado no cumplía con los requisitosespecificados o no era el apropiado para el tipo detrabajo de concreto que se estaba haciendo. Eltiempo para rechazar tal equipo es durante elproceso de revisión, no después que la obra hayacomenzado.

Finalmente, el equipo del proyecto debe tener unsistema de monitoreo en obra que alerte al equiposobre problemas potenciales tan pronto como sea

posible, de modo que puedan tomarse las medidascorrectivas de inmediato. Estos problemas puedenincluir conflictos con la programación ydeficiencias en los materiales de construcción o lamano de obra.

El o los supervisores

El último aspecto, y posiblemente el másimportante, para asegurar la calidad, es lasupervisión de la obra. Los contratistas resolveránqué se supervisa y no qué se espera. Lossupervisores deben asegurarse de que el trabajoesté hecho de acuerdo con los documentos delcontrato. El momento para corregir deficiencias esmientras el trabajo se está realizando, no mástarde, bien sea que la inspección la haga laorganización de control de calidad del contratista oel propietario, o su representante. Ladocumentación de las deficiencias observadas notiene sentido para cambiar el trabajo que ya estécompleto. El objetivo de la construcción de calidadsólo puede lograrse si el supervisor observavisualmente el trabajo mientras se está realizandoy confirma que es suficiente y está de acuerdocon los requisitos de la especificación.

Los instrumentos del supervisor son lasespecificaciones y los dibujos. Por lo tanto, esesencial que éstos estén completos y detallados.El supervisor no puede exigir más de lo que estácontenido en tales documentos, y cuando seobserven deficiencias, éstas deben ponerse deinmediato bajo la atención del supervisor de laconstrucción.7 Si el trabajo continúa de unamanera no satisfactoria, debe notificarse a unnivel de autoridad superior. Si las condicionespersisten y no se corrigen, la obra debe serdetenida, pero sólo como un último recurso. Sifuera necesario, es mejor detener la obra en una

etapa temprana y corregir los problemas antes deque se siente algún precedente y la accióncorrectiva sea más difícil. En este tipo decondiciones, todo el equipo del proyecto debemostrarse sensible, si se pretende lograr untrabajo de calidad y evitar retardos en el programadel proyecto.

Como se establece en el ACI SP­2, lossupervisores deben estar bien informados, serjustos y firmes. De ninguna manera deben darórdenes al contratista, y no deben desalentar niimpedir la inventiva o la innovación de parte deéste, en la medida en que los resultadosrequeridos se logren. Los supervisores debenejercer un buen juicio para hacer valer lasespecificaciones, y deben conocer cuáles detallesson importantes y cuáles no. Un revenimiento de5mm fuera de los límites especificados se vuelveinsignificante si el concreto se coloca en formainadecuada, de manera que ocurra segregación oseparación.

Parafraseando a Ralph Peck, un consultorgeotécnico muy bien conocido: "Mientras persistael mito de que sólo lo que puede medirse ocalcularse constituye la supervisión, lossupervisores carecerán del incentivo o laoportunidad para aplicar su mejor juicio a losproblemas cruciales de calidad que no puedenresolverse por mediciones o cálculos."

Tuthill también se refirió a los factores queafectan la calidad cuando dijo: "Por ejemplo, serequerirá que los ingenieros y arquitectosrespalden firmemente sus propiasespecificaciones. Esto no jalará el tapete a lossupervisores capaces que se esfuerzan por verque se cumplan sustancialmente las normas, nihará concesiones cuando se observe un obviodescuido de los requisitos de la especificación, loscuales presumiblemente fueron la base paracomprometerse con la obra."

Resumen

En resumen, si se nos pregunta en qué debemosapoyarnos para asegurar la calidad, la respuestaes la siguiente:

· Especificaciones técnicas apropiadas para laobra.

· Un compromiso sincero y firme con la calidadpor parte del propietario y los contratistas.

· Una junta de todo el personal del proyecto queesté comprometido con la calidad y esté dispuestoa detener una obra si fuera necesario, a fin delograrla, y

· Exigencia del cabal cumplimiento de losrequisitos técnicos de la especificación por partede los conocedores de la buena práctica deconstrucción y de las razones de la existencia delos requisitos específicos.

Referencias.

1. ACI Manual of Concrete Inspection, SP­2, 8ª.ed., American Concrete Institute, Farmington Hills,Mich., agosto de 1992.

2. Mass, G.R., “Concrete quality control andquality assurance on strontia springs dam”,Peoceedings, Hydropower Recent Developments,American Society of Civil Enginners, Nueva York,1985, pp. 76­90.

3. Tuthill, L.H., “Games people play withconcrete”, ACI Journal, proceedings, vol. 73, núm.

12, diciembre de 1976, pp. 671­678.

4. ACI Committee 301, “Standard specificationfor structural concrete (ACI 301­96)”, AmericanConcrete Institute, Farmington Hills, Mich., 1996,43 pp.

5. ACI Committee 309, “Guide to consolidation ofconcrete in congested areas (ACI 309.3R­92)”,Amrican Concrete Institute, Farmington Hills,Mich., 1992, 10 pp.

6. ACI Cimmittee 309, “Guide for consolidation ofconcrete (ACI 309­96)”, American ConcreteInstitutem Farmington Hills, Mich., 1997, 40 pp.

7. Mass, G.R., “Improving concrete constructionquality by observation”, Concrete International, vol.5, núm. 1, enero de 1983, pp. 18­23.

8. Tuthill, L.H., “Obtaining quality in concreteconstruction”, Concrete International, vol. 8, núm.3, marzo de 1986, pp. 24­29.

9. Peck, R.B., “Where has all the judjementgone?”, The fifth laurits bjerrum memorial lecture,Norwegian Geotechnical Institute, Oslo, mayo de1980.

Gary R. Mass, Miembro del ACI es consultorsobre concreto en Littleton, Colorado. Esexpresidente del ACI 207, Concreto Masivo, y delACI 211, Proporcionamiento de Mezclas deConcreto, y miembro de los Comités 210,Deterioro del Concreto en Estructuras Hidráulicas;221, Agregados; 304, Medición, Mezclado,Transporte, y Colocación del Concreto; 309,Consolidación del Concreto; y 325, Pavimentos deConcreto.Instituto Mexicano del Cemento y del

Concreto, A.C.

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El laboratorio del IMCYCrecibe el certificado deacreditación del ICBO SE

El Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto acabade recibir el certificado de acreditación que otorgó a sulaboratorio el Servicio de Evaluación de la InternationalConference of Building Officials (ICBO) –en español,Conferencia Internacional de Funcionarios de laConstrucción.

El Servicio de Evaluación (ICBO ES), que surgió en sumomento como un comité en el seno de la ICBO, esactualmente una corporación subsidiaria de ésta quedesarrolla funciones de evaluación de materiales ymétodos de construcción alternos y verifica que cumplancon el Uniform Building Code (UBC) –en español, CódigoUniforme de Edificación–, y lo mismo hace coninstalaciones hidráulicas, sanitarias y mecánicas de laconstrucción de edificios.

Además de este servicio, ofrece la acreditación delaboratorios de pruebas y ensayos y de organismos de

control de calidad e inspección regidos por el UBC. Talacreditación está basada en las guías 25 y 39,respectivamente, de las normas ISO.

ICBO ES cuenta con personal técnico de primer nivel quetrabaja para mantener las normas más altas mediante lainvestigación analítica y el conocimiento exhaustivo de losmateriales y métodos de construcción. Como empresa deservicio, brinda su experiencia técnica y proporcionavigilancia local de laboratorios de pruebas y ensayos y defabricantes de productos.

Al recibir su acreditación, el laboratorio del IMCYC pasa atener un reconocimiento internacional que certifica lavalidez de las pruebas físicas de cemento, agregado yconcreto que realiza bajo las normas ASTM C 29, C 31, C39, C 40 C 42, C 78, C 109, C 117, C 127, C 128, C 136,C 138, C 140, C 143, C 151, C 172, C 187, C 188, C 191,C 192, C 204, C 230, C 231, C 266, C 305, C 430, C 451,C 469, C 511, C 566, C 597, C 702 y D 75. Hay que decirque es el único laboratorio en América Latina que cuentacon tal certificación.

Esto significa un logro importante para el Instituto y unbeneficio para la industria mexicana de la construcción, enespecial para aquellas empresas que exportan susproductos a Estados Unidos y en lo sucesivo podránsometer sus muestras a pruebas en laboratoriosnacionales en lugar de enviarlas a evaluar al país vecino.

En definitiva, un paso más del IMCYC en la búsqueda dela excelencia y, por tanto, una buena forma de entrar al2000.

Instituto Mexicano del Cemento y delConcreto, A.C.

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