53
La construcción y los aspectos ambientales M. en C. Gelda Lhamas Coelho En las últimas décadas, las preocupaciones respecto al medio en que habita la humanidad han generado innumerables acercamientos a la cuestión, con propuestas que intentan no sólo una comprensión teórica de los problemas que hoy enfrentamos, sino también crear un aparato técnicopráctico con miras a la solución de dichos problemas. En el caso específico de la construcción, también se ha dado el fenómeno de la aparición de propuestas teóricas y técnicoprácticas como intentos de comprensión y solución de los nuevos problemas que han ido surgiendo en el área. Llama la atención que en diversas publicaciones técnicas podemos encontrar propuestas que van desde las posibilidades de lograr un concreto ecológico1 hasta aquellas que constituyen una guía de las más variadas técnicas alternativas para la construcción de una vivienda sustentable. Desde que la urbanización se volvió una tendencia dominante en las sociedades con el impulso de la industrialización, se revolucionaron las técnicas constructivas, creció la explotación irracional de la naturaleza y se inició un proceso que condujo a la ciudades actuales, cuestionadas por insustentables. Esta reflexión

La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

  • Upload
    builiem

  • View
    234

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

La construcción y losaspectos ambientales

M. en C. Gelda Lhamas Coelho

En las últimas décadas, las preocupaciones respecto almedio en que habita la humanidad han generadoinnumerables acercamientos a la cuestión, con propuestasque intentan no sólo una comprensión teórica de losproblemas que hoy enfrentamos, sino también crear unaparato técnico­práctico con miras a la solución de dichosproblemas.

En el caso específico de la construcción, tambiénse ha dado el fenómeno de la aparición depropuestas teóricas y técnico­prácticas comointentos de comprensión y solución de los nuevosproblemas que han ido surgiendo en el área. Llamala atención que en diversas publicaciones técnicaspodemos encontrar propuestas que van desde lasposibilidades de lograr un concreto ecológico1 hastaaquellas que constituyen una guía de las másvariadas técnicas alternativas para la construcciónde una vivienda sustentable.

Desde que la urbanización

se volvió una tendenciadominante en las sociedades

con el impulso de la

industrialización, se

revolucionaron las técnicas

constructivas, creció la

explotación irracional de la

naturaleza y se inició un

proceso que condujo a la

ciudades actuales,

cuestionadas por

insustentables. Esta reflexión

Page 2: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Sin embargo, la comprensión misma de la problemáticaambiental que nos aqueja queda sesgada en lasimplicaciones ecológicas que derivan de dichaproblemática. Por esta razón, lo que se pretende en esteartículo es presentar algunas reflexiones de carácterambiental que tengan como referencia la construcción y suparticipación en la transformación de la naturaleza, en arasde hacer de ésta una segunda naturaleza más acorde conlas necesidades sociales, y las implicaciones de estastransformaciones para la sociedad y la misma naturaleza.

La construcción del hábitat humano y sus implicacionesambientales

La construcción del hábitat humano se da prácticamenteen concomitancia con la evolución de la especie humanapues, muy tempranamente, el ser que daría origen a lo quehoy somos empezó a buscar formas de hábitat quediferían mucho del hábitat de las otras especies animales.

Esto se debe a la práctica cognoscitiva del hombre, queva aprendiendo de la naturaleza sus leyes y empieza aaplicarlas, a ponerlas en práctica, para la construcción desu hábitat. Así, las pieles de animales, el lodo, la madera,fueron algunos de los materiales utilizados por el hombrepara la construcción de su vivienda cuando aparecieron lasprimeras aglomeraciones humanas.

En el principio de la historia, este proceso deconocer las leyes de la naturaleza y ponerlas enpráctica era algo que reconocidamente daba tiempoa aquella para recuperarse de los impactos sufridos,incorporando a sí misma los cambios que le eranimpuestos. Sin embargo, hace ya milenios que ladinámica de aprendizaje y utilización de estas leyespor el hombre supera en mucho la dinámica de lanaturaleza. Esta tendencia a rebasar la dinámica de

de la autora da pie a la

propuesta de crear nuevas

opciones a partir de una

perspectiva integradora que

incluya los diversos aspectos del problema.

Page 3: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

los tiempos de generación y regeneración de lanaturaleza y las repercusiones de esto en lasociedad es lo que hoy conocemos como unproblema ambiental.2

El hábitat humano no está exento de problemasambientales. Muy por el contrario, la humanidad seha tornado una sociedad marcadamente urbana yesta característica ha implicado una cada vez mayorapropiación de la naturaleza, in natura o ya creadapor el hombre, para que la sociedad puedasustentarse como tal.3

Así las cosas, el hábitat urbano del hombre,caracterizado por las viviendas, las calles, las áreas deesparcimiento, los más diversos sistemas detransportación de gente, energía y comunicación, hademandado el desarrollo cada vez más acelerado detécnicas constructivas que a su vez requieren la utilizaciónde nuevos materiales.

Se puede afirmar que esta aceleración tiene comoantecedente más cercano la revolución industrial quesurgió en Inglaterra a finales del siglo XVIII y que sedefinió como la forma más urbana de desarrollo social,principalmente porque la manufactura de los productos deconsumo quedó independiente de las fuentes de energía yde materia prima.

Por supuesto que las ciudades que recibieron lasindustria fueron escenario de toda suerte de problemas.Son bastante conocidas las precarias condiciones desalubridad de los barrios donde vivían los obreros londinen­ses y la contaminación del aire y del río de la ciudad deLondres en el primer siglo de la revolución industrial.

La percepción de estos problemas determinó que

Page 4: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

empezaran a llevarse a cabo muchas propuestaspara su solución, entre ellas, las que tenían funda­mentación religiosa y cristalizaron en las ciudadespara obreros diseñadas y construidas por Owen.Otras propuestas, como el utilitarismo de Bentham,buscaron una planificación urbana más moderna,acorde con las tendencias del desarrollo que seestaba dando y, en este sentido, plasmaron unagran masa legislativa en constante aumento sobresaneamiento, provisión de agua, pavimentación,alumbrado, caminos y calles, ferrocarriles, control dehumo y emanaciones, vivienda y alojamiento engeneral.4

Para muchos, la ciudad quedó supeditada aldespotismo de la producción, y la fusión del capitalindustrial y el financiero pasó a incidir sobre lasmanifestaciones superestructurales de la sociedad,entre ellas el urbanismo y la arquitectura, lo quedeterminó la aparición de movimientos devanguardia a finales del siglo XIX e inicios del XX,como fue el cubismo, que tuvo gran influencia en elracionalismo arquitectónico de Gropius, fundador dela Bauhaus, en la obra de Le Corbusier y en elconstructivismo ruso.5

Queda así prefigurada la nueva fisonomía urbana, con laarquitectura comercial que impone un diseñoracionalizador, un modelo con miras a mejorar la estructuray la funcionalidad de las ciudades y que prevé lautilización de los nuevos materiales industrializados. Elacero y el concreto, en combinación con las vidrieras,pasan a formar parte de las múltiples innovacionesconstructivas, símbolos de un patrón económico en plenaexpansión e influencia rectora de un estilo constructivoque se desplaza por las ciudades en todo el mundo.

Page 5: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Este modelo racionalizador de construcción de laciudad es muy criticado porque muchas vecesconlleva la destrucción de un pasado urbano devalor extraordinario que se encuentra en el cascoantiguo de la misma.6 Sin embargo, en términosambientales, se puede afirmar que el problema tienemuchas otras connotaciones, pues desde elmomento mismo de la explotación de la materiaprima que se emplea para la producción del acero yde otros materiales que se utilizan en laconstrucción civil, por ejemplo el cemento, la proble­mática ambiental se dinamiza.

Es el caso, entre otros, de la explotación del mineral dehierro para la producción del acero. Pese a la modernatecnología existente, dicha explotación continúa practicán­dose de una manera que degrada el ambiente, porque lasociedad aún no ha desarrollado técnicas que utilicen enun cien por ciento los desechos. Así, el destino de éstoses casi siempre contaminar los suelos y las aguas, inclusode áreas que se encuentran a muchos kilómetros dedistancia del lugar de explotación.

A todo esto hay que añadir que la materia prima de lamayor parte de los materiales que se utilizan en laconstrucción se encuentra en los llamados paísessubdesarrollados. Estos países han vivido bajo la presiónde un constante y siempre creciente endeudamiento conlos organismos internacionales de desarrollo, tales como elFondo Monetario Internacional (FMI), y utilizan en granmedida las ganancias que obtienen de la venta de susmaterias primas para el pago de la deuda, lo que demandauna siempre creciente explotación de las mismas.Además, la mayoría de los países subdesarrollados sueleno contar con las nuevas técnicas de explotacióngeneradas en los países del primer mundo, lo que por endeagudiza aún más su problemática ambiental, con

Page 6: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

repercusiones de carácter globalizador.

Las normas y técnicas constructivas y las catástrofesambientales

Como ya se señaló, la sociedad contemporánea esmarcadamente urbana, y las nuevas técnicas deconstrucción tienen un papel preponderante en lamaterialización de este hábitat.

Así las cosas, la normalización del acero por medio depruebas de resistencia a los más diferentes tipos detensión y las mezclas cemento­agregados con miras a unconcreto más resistente y duradero se utilizan en algunamedida en la construcción de las viviendas, en losedificios de oficinas, en las líneas de suministro de agua yenergía, etc., lo que nos hace considerar que el acero y elconcreto se han adueñado del espacio urbano.

Empero, las normas y las técnicas constructivas no sonutilizadas por la sociedad de la misma manera, y sonmuchas las razones de este fenómeno. Si, por un lado, elacero y el concreto se emplean en la estructura de losllamados edificios inteligentes, generalmente ubicados enlas áreas nobles de la ciudad y resistentes aprácticamente todos los fenómenos naturales, por otrolado, los utilizan también los gobiernos en la construcciónde vivienda popular, así como la propia poblaciónmarginada de los ámbitos urbanos, la que generalmente seubica en áreas de mayor riesgo, donde el mismo suelo noes apropiado para cualquier tipo de construcción.

Con esto, el acero y el concreto han estado presentesen las llamadas catástrofes ambientales, que se hanhecho frecuentes en todo el mundo. Aunque sea casiimposible predecir, por ejemplo, la manifestación de unsismo, si las técnicas constructivas se utilizan bien, con

Page 7: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

miras a responder de manera positiva al impacto sísmico,las proporciones de los desastres son menores. Todo locontrario ocurre cuando las especificaciones técnicas sedejan a un lado para atender otros interesas.

Sin embargo, el sismo de 1994 en Kobe, Japón,fue una prueba contundente de que la sociedad aúnno logra conocer las implicaciones de un sismo ensu totalidad, porque, aunque las estructuras de dichaciudad estuvieran dimensionadas para resistirsismos de mayor intensidad, el desplazamiento de lafuerza dinámica en el sistema agua­arena que se dioen el subsuelo fue más potente que el esperado ylogró colapsar incluso superestructuras tales comola de los viaductos y la del metro de dicha ciudad.7

Por su lado, la serie de sismos que sufrió Turquíaa finales de 1999 puso en evidencia que la malautilización de las técnicas constructivas puedegenerar catástrofes de grandes proporciones, conpérdida de vidas humanas y de la misma estructurade las ciudades. En este caso específico, laconstrucción de conjuntos habitacionales popularesno siguió las especificaciones técnicas mínimasnecesarias, con los empresarios de la construcciónahorrando en las mezclas cemento­agregados y enla utilización de varillas de acero, aun a sabiendasde que estaban construyendo en un área sujeta a laactividad sísmica.8

Otros fenómenos naturales recientes también ponen enevidencia la presencia del concreto y del acero en la vidacotidiana de la humanidad. Un buen ejemplo son lasintensas lluvias registradas en varios países, las que hanhecho necesario abrir las presas que suministran agua yenergía para evitar su colapso estructural, dando lugar conello a la inundación de grandes áreas, habitadas o no. Estopone en evidencia el hecho de que la utilización de las

Page 8: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

tecnologías que dan soporte a la conformación del hábitaturbano ya se ubica mucho más allá de los límites físicosde las ciudades.

Además, los huracanes se han incrementado enintensidad y número, mostrando la fragilidad constructivade muchas áreas del planeta y, de manera increíble, laausencia misma de ciertas estructuras en las que losnuevos materiales y tecnologías de construcción deberíanestar presentes. Se hace referencia a la falta deinfraestructura en alcantarillado y suministro de agua quese vio en muchos países durante el paso de los huracanespor su territorio.

A todo esto hay que añadir que la humanidad halogrado habitar mucho más allá de lo queconvencionalmente llamamos suelo. Un buenejemplo de esto es Holanda, un país quehistóricamente ha desarrollado las más variadastécnicas constructivas para ganar espacio al mar.La aparición de estas técnicas ha propiciado unavance trascendente de la presión social en zonasmarinas, ya sea construyendo allí viviendas, áreasde esparcimiento, puentes y muelles, o creandoacceso a zonas de gran fragilidad ecosistémicaconsideradas como una solución parcial al efectoinvernadero emanado de los cambios climáticos quehoy enfrentamos en el nivel global,9 como son lasáreas que contienen arrecifes coralinos.

Hacia una construcción con visión integradora

Así las cosas, las tecnologías constructivas delhábitat humano han estado contribuyendo para queel desarrollo urbano sea, hoy por hoy, puesto en telade juicio, a partir de la comprensión de que lasciudades contemporáneas son insustentables,10 ya

Page 9: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

que se van apropiando de todo, incluso de latemperatura del planeta. Decimos esto porque, entreotros hechos, la abrumadora verticalización de lasconstrucciones, sumada a la presencia de lasindustrias en las ciudades, han dado cabida dentrodel espacio urbano a las famosas islas decalentamiento que contribuyen al aumento de latemperatura en el nivel global.

Este contexto de complejidad, propio del mismodesarrollo de la humanidad en su relación con lanaturaleza, exige pensar y trabajar en la construcción civilde una manera más integradora, más allá de la simpleconformación de normas y procedimientos técnicos queaíslan las construcciones de su medio, incluso delhumano, pues, como ya se señaló, no toda la sociedadlogra participar de dichas construcciones y susinnovaciones tecnológicas, como lo demuestra la carenciade viviendas en todo el mundo.

Sin embargo, esta no es una tarea fácil, y mucho menosdebe ser llevada a cabo por un sujeto individual. Mas bien,es una tarea colectiva en la búsqueda de una aportaciónque desde el principio tenga una visión integral de larealidad que se está trabajando.

Con esto se buscan alternativas a la utopía de lasustentabilidad ecológica que se ha planteado en lasúltimas décadas, la cual crea estructuras que defienden elretorno a estilos ya superados de desarrollo, también en lorelativo a desarrollo urbano.

Lo que aquí se plantea es justamente la creación dealternativas a partir del estilo propio de desarrollosocioeconómico y de las necesidades básicas y creadasque emanan de cada sociedad, reconociendo a la vez quela misma naturaleza ha estado cambiando, de una manera

Page 10: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

tal que cada día se torna más difícil aprender de ella.

Si la problemática ambiental que hoy vivimos llama a laconformación de alternativas, no podemos desaprovecharesta oportunidad para que, cuando la naturaleza respondaa las intervenciones del hombre, no lo haga de una maneraque anule los resultados favorables ya obtenidos por lahumanidad, entre otros, el de poder construir su hábitat.

Referencias

1. Jacobs, F., «Hacia un concreto ecológico»,Construcción y Tecnología, febrero de 2000, pp. 11­19.

2. Miranda vera, C.E., Filosofía y medio ambiente. Unaaproximación teórica, México, Ediciones Taller Abierto,1997.

3. Lhamas Coelho, G., Lo urbano en la relación medioambiente­desarrollo, México, Ediciones Taller Abierto,1999.

4. Everslay, D., El planificador y la sociedad. Rolcambiante de una profesión, España, Instituto deAdministración Local, Col. Nuevo urbanismo, 1976.

5. Trujillo, S., La Bauhaus, sin referencia bibliográfica.

6. Chueca Goitia, F., Breve historia del urbanismo,España, Editorial Alianza, 1982.

7. Artículos publicados en diversos periódicos y revistas.

8. Artículos publicados en diversos periódicos y revistas.

9. Mauvois, R., «Proyecto sobre protección, utilizaciónracional y desarrollo biológico de los arrecifes de coral dela región del Mar Caribe», México, PIMADI / IPN, 1995.

10. Stren, R., Sustainable cities / Urbanization andthe environment in the international perspective,EUA, Wetview Press, 1992.

Page 11: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Gelda Lhamas Coelho es ingeniera civil, se graduó demaestra en Medio Ambiente y Desarrollo Integrado en elInstituto Politécnico Nacional y actualmente cursa eldoctorado en Ciencias Ambientales en la UniversidadAutónoma de Puebla.

Instituto Mexicano del Cemento y delConcreto, A.C.

Revista Construcción y Tecnología Noviembre 2000

Todos los derechos reservados

ARTICULOANTERIOR

ARTICULOSIGUIENTE

Page 12: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Cómo prolongar la vida de lasreparaciones de concreto

Jay H. Paul

El costo de las reparaciones de estructuras deconcreto de gran altura y de rampas deestacionamientos puede ser enorme. Unpresupuesto típico para un proyecto podría serde cientos de miles de dólares, y podría llegarinclusive a millones. Sin embargo, un programade reparación no está completo si no consideraun sistema de protección.

Aunque los resultados de un programa dereparación son fáciles de ver para lospropietarios, los beneficios de un sistema deprotección pueden ser algo difícil de vender.Después de gastar tan grandes sumas enreparaciones, no es de extrañar que, en general,los propietarios se muestren renuentes a gastartodavía más dinero para proteger esa inversión.Un propietario puede preguntar: ¿Por qué, si elprograma de reparación es tan exitoso, voy anecesitar proteger las reparaciones?

¿Por qué proteger las reparaciones?

Si se pretende que una reparación deconcreto sea duradera, es preciso

>protegerla; aunque ello incremente elcosto de la obra, a la larga es másredituable. La información que aquí

presentamos sobre los principales sistemasde protección que existen incluye tambiénlos aspectos que hay que tomar en cuenta

para escoger uno y los requisitos deaplicación

Page 13: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

En la mayoría de las circunstancias, lasreparaciones de concreto tienen una vida finita.Así pues, la primera razón para un sistema deprotección es la de extender la vida de talesreparaciones. Si carece de él, un propietariopuede verse en la necesidad de reparar laestructura nuevamente, mucho antes de que loque se hubiera previsto.

La verdad estriba en que es difícil, si noimposible, en el caso de las reparaciones,cambiar realmente las condiciones queconducen al deterioro del concreto. Lossistemas de protección están diseñados paramejorar el rendimiento de las reparacionesmoderando las causas subyacentes deldeterioro del concreto. Un beneficio adicional esque algunos sistemas de protecciónenmascaran las reparaciones y pueden mejorarlas apariencias.

Métodos de protección

Existen muchos métodos y, ciertamente, unamultitud de productos disponibles para protegerel concreto. El objetivo es reducir la corrosiónde los metales en el concreto y los problemasrelacionados, así como mejorar lascaracterísticas de la matriz de concreto quecausan varios tipos de deterioro. Esto se lograpor lo regular limitando la intrusión de humedad,cloruros, dióxido de carbono y otroscontaminantes dentro del subestrato deconcreto, por medio de tratamientos desuperficie o principios electroquímicos. Lossistemas protectores también incluyenmateriales y métodos que incrementan lacapacidad de la superficie de concreto pararesistir abrasión, impacto u otras influenciasperjudiciales.1

A continuación, se presenta una visión generalde diversos sistemas disponibles para protegerel concreto, junto con una breve descripción de

Page 14: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

las características de cada uno.

Tratamiento de superficie

Durante años, los tratamientos de superficie hansido el método más común de protección. Elobjetivo de un tratamiento de superficie eslimitar la corrosión reduciendo al mínimo el agualibre en los capilares del concreto. Al mismotiempo, los tratamientos de superficie evitanque emigre más humedad (y la intrusión decloruros para los estacionamientos o lostableros de puentes) a través de las grietas, yque alcance el refuerzo.

Esta es la clasificación general paratratamientos de superficie que se utiliza en la“Guía de Reparación del Concreto (ACI 546.R­96)»:

l Selladores penetrantes: generalmente pordebajo de la superficiel Selladores de superficie: hasta 250 mm l Recubrimientos multicapas: de 250 a 760 mml Membranas: de 760 mm a 6.25 mm, ylSobrecubiertas: más de 6.25 mm.

Selladores penetrantes

Por definición, los selladores penetrantes estándentro del subes­trato del concreto. Laprofundidad de penetración varía según elproducto, las propiedades del concreto, laexistencia de contaminantes y, en ciertamedida, la preparación de la superficie.

Los selladores penetrantes no están sometidosa abrasión, generalmente no se degradan debidoa la exposición a rayos ultravioleta (UV), nopuentean las grietas no movibles y no alteranapreciablemente la apariencia. No ocultan lasreparaciones de concreto ni detienen lapenetración de agua a través de las grietas.Debido a que estos productos están por debajo

Page 15: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

de la superficie de concreto, son excelentespara usarse en tableros de estacionamientos.Con frecuencia se utilizan en combinación conrecubrimientos para mejorar la durabilidad.

En este grupo se incluyen también: aceite delinaza hervida, silanos, siloxanos, inhibidores decorrosión migrantes, ciertos epóxicos ymetracrilatos de alto peso molecular. Debido aque la mayor parte de estos productos tienecomo propósito reducir la humedad, y por lotanto la intrusión de cloruros, ellos puedenreducir o retardar el comienzo de la corrosiónfutura y la degradación por congelación ydeshielo. El especificador debe verificar lasemisiones del compuesto volátil orgánico(volatile organic compound = VOC) con elfabricante, ya que esto podría ser un problemaen algunas aplicaciones.

Selladores de superficie y recubrimientosmulticapas

Dependiendo de su aplicación, existen muchosproductos que podrían clasificarse comoselladores de superficie (grosor de la películaseca de 250 mm o menos), o como unrecubrimiento multicapas de 250 a 760 mm degrosor de película seca. Los selladores desuperficie se usan para proteger plataformas ysuperficies verticales. Debido a que lasreparaciones del concreto y las manchaspueden reflejarse a través de ellas, unrecubrimiento multicapas podría ser másapropiado allí donde la apariencia es un criteriomás importante, como en el caso de lasfachadas. Muchos de estos productos imper­meabilizan efectivamente la superficie.

Algunos fabricantes de elastoméricos tienendatos que indican que sus productosproporcionan buena resistencia anticarbonata­ción que podría ser benéfica cuando elrecubrimiento del concreto sobre el refuerzo es

Page 16: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

insuficiente. En muchos casos, la permeabilidadal agua y al vapor son parámetros importantespara la selección del producto. Aunque lamayoría de los elastómeros no puentea lasgrietas movibles, pueden ser efectivos enpuentear grietas no movibles. Sin embargo,existen algunos recubrimientos elastoméricosque puentean pequeñas grietas movibles siestán apropiadamente detalladas.

En este grupo se incluyen epóxicos,poliuretanos, metil metacrilatos, uretanoscurados en húmedo, resinas acrílicas, ciertaspinturas (a base de aceite y látex) yelastómeros de silicón a base de agua. Laselección de un producto individual puededepender de su capacidad para respirar (o enalgunos casos para actuar como una barrera devapor), así como para proporcionar resistenciasuficiente a la penetración de agua. Muchos deestos productos se ven afectados por los rayosUV y se desgastan bajo la abrasión de lasuperficie. La resistencia al derrape puede versereducida, a menos que se fortifique con unagregado apropiado.

Membranas

Las membranas generalmente se aplican a lasuperficie del concreto para aplicacioneshorizontales. Éstas alteran significativamente laapariencia del concreto, pueden puentearpequeñas grietas movibles y ocultan la mayoríade las reparaciones. Con la introducción deagregados apropiados, las membranasproporcionan adecuada resistencia a la abrasióny durabilidad cuando se requiere.

Debido a que efectivamente reducen laintroducción de humedad y de cloruros en elconcreto, el comienzo de la corrosión futurapuede retrasarse significativamente. Cuandoestá expuesto directamente a la intemperie, ladegradación por radiación UV es un problema

Page 17: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

potencial. Debido a las regulaciones delcompuesto volátil orgánico, la mayoría de losfabricantes han desarrollado productos conpocas, o sin, emisiones. Sin embargo, casi entodos los casos, no tienen un largo historial deluso en servicio.

En esta categoría están incluidos los uretanos,acrílicos, epóxicos, neoprenos, cemento,concreto polímero, ciertos metil metacrilatos yproductos asfálticos.

Se requiere mantenimiento frecuente de lasmembranas expuestas, especialmente enestructuras de estacionamientos, aunquegeneralmente no es costoso. Existenmembranas disponibles que son autocurables yque serían de gran beneficio por debajo desobrecubiertas soterradas.

Evite situaciones en las que el concreto estéencapsulado con membranas no respirantes encada lado. En general, las membranas ofrecenbuenas propiedades de elongación y excelentepermeabilidad al agua, pero únicamentepermeabilidad marginal al vapor. Lasmembranas encima de losas sobre rasante o ensituaciones donde existe un impulso de vapordesde abajo deben aplicarse con la mayorprecaución. Ha habido casos en que algunasmembranas no son compatibles con ciertosproductos patentados para la reparación delconcreto.

Sobrecubiertas

Las sobrecubiertas generalmente estánadheridas al concreto y agregan un pesoproporcional a su espesor, que se debeconsiderar en el análisis de las estructurasexistentes. Puede agregarse refuerzo adicional.Si se instalan para actuar de manera compuestacon la estructura existente, las sobrecubiertaspueden incrementar la resistencia.

Page 18: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Las sobrecubiertas pueden ser formuladas parareducir la introducción de humedad, mejorar ladurabilidad y la resistencia a la corrosión, asícomo para evitar la intrusión de cloruros.Muchos de los productos disponibles estánreforzados con fibras para reducir la contracciónplástica.

Debido al espesor adicional, la sobrecubierta noofrece la oportunidad de mejorar el drenaje.Aunque las sobrecubiertas inicialmentepuentean las grietas, las grietas en movimientopueden reflejarse a través de ellas. Con muchafrecuencia, las sobrecubiertas se usan pararesaltar la apariencia y son muy efectivas paraocultar las reparaciones que cubren. En estacategoría se incluyen formulaciones para con­creto de bajo revenimiento, concretopolimerizado, epóxicos, ciertos metil metacri­latos y concreto modificado con polímeros.

Para sobrecubiertas adheridas, es mejorseleccionar un producto que tenga propiedadessimilares al concreto viejo para reducir almínimo problemas de compatibilidad. Debido aque muchos de estos productos soncementantes, pueden evitarse fácilmente losproblemas de permeabilidad al vapor. Losproductos que contienen epóxicos y polímerosdeben ser evaluados en cuanto a la degradaciónpotencial por UV.

Protección catódica

El concepto detrás de este método de controlde la corrosión es convertir en catódico elrefuerzo ahogado –en oposición al anódico en elque ocurre corrosión–. El acero de refuerzo estáeléctricamente conectado a un metalsacrificatorio que se convierte en ánodo. Estopuede hacerse con energía eléctrica (sistemade corriente impresa) o sin energía (sistemapasivo).

Page 19: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Existen varios tipos de sistemas de proteccióncatódica disponibles.2 La diferencia principalentre unos y oteros es el sistema de ánodo y suuso. La protección catódica no reemplaza elrefuerzo corroído. Tienen que realizarse todavíatodas las reparaciones estructurales requeridas.

Actualmente no se recomienda la proteccióncatódica para el concreto presforzado debido aque éste podría volverse frágil con el hidrógenode los aceros de alta resistencia. Si en laestructura hay refuerzo revestido de epóxicos,debe realizarse una determinación de lacontinuidad eléctrica para establecer si seríaefectiva la protección catódica.

La protección catódica solamente está dirigidaal control de la corrosión futura. Habrá que usarotras técnicas en cuestiones tales comoapariencia, durabilidad y comportamiento delconcreto reparado.

A diferencia de algunas técnicas y productosque ahora están entrando en el mercado, laprotección catódica se ha usado en una u otraforma durante años. Los pilares de puentes seencuentran entre las primeras aplicaciones. Lamayoría de los fabricantes pueden proporcionar,al menos, un registro parcial de aplicacionessimilares que ahora se utilizan comúnmente.

Inhibidores de corrosión

Se están desarrollando nuevas tecnologías paraaumentar o mejorar el arsenal de los sistemasde protección. Entre tales productos seencuentran los inhibidores de corrosión, que seagregan al concreto. Los inhibidores decorrosión sirven para complementar lacapacidad natural del concreto para proteger elrefuerzo ahogado, formando una capa de óxidopasivante en el acero. Esto ocurriránormalmente cuando la alcalinidad del concretose mantenga a un pH de aproximadamente 12.

Page 20: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

El producto más comúnmente usado contienenitrito de calcio. La cantidad que se agrega alconcreto se basa en los cloruros anticipados alos que el concreto estará expuesto durante unperiodo dado de tiempo. Después de haberseempleado exitosamente duranteaproximadamente 20 años, este producto esapropiado para usarse en reemplazos completosde losas, así como en sobrecubiertas deconcreto para tableros de puentes y plataformasde estructuras de estacionamientos.

Recientemente se ha introducido una nuevageneración de productos (con dos diferentescomposiciones químicas). Éstos se aplican a lasuperficie del concreto existente y estándiseñados para migrar hacia el refuerzo ahogadoa fin de protegerlo contra la corrosión futura.Estos productos se conocen generalmentecomo inhibidores migratorios contra corrosión oMCI (migrating corrosion inhibitors).

Un producto basado en la tecnología del nitritode calcio trabaja de la misma manera que eladitivo que ya está en uso. El otro es unacombinación a base de agua de surfactantes yaminosales. El fabricante asegura que emigracomo un vapor a través del concreto paraformar una película protectora delgadamonomolecular sobre el acero de refuerzo. Ellosaseguran que los químicos inhibidores decorrosión pueden emigrar hasta 40 mm en 24días.3

Extensas pruebas han indicado que ambosproductos son efectivos para reducir las tasasde corrosión en el concreto contaminado concloruros.4 Sin embargo, todavía es demasiadopronto para asegurar los beneficios totales quepueden lograrse al incorporar los MCI comoparte del sistema de protección. Si en realidadprueban ser efectivos, ellos podrían resolver elproblema de “halo” (véase la foto en la página15).

Page 21: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Factores en la selección de la protección

Así como uno evalúa la causa del problemaantes de seleccionar una técnica de reparación,los requisitos para cada proyecto deben serdeterminados y cuidadosamente evaluadosantes de seleccionar un sistema de protección.Aunque podrían ser adecuados varios sistemasdiferentes, los parámetros que son únicos parauna estructura particular podrían hacer másatractivo un sistema que otro. Las implicacionesque un sistema pudiera tener sobre un proyectoparticular, incluyendo el potencial de falla ymantenimiento futuro, necesitan ser tomadas encuenta antes de la selección. Los factores quedeben considerarse incluyen:

Historial del sistema

Cierto número de nuevos sistemas para laprotección del concreto casi no tiene un historialde servicio. Aunque los resultados de pruebapudieran ser alentadores, la mayoría de losingenieros y propietarios se muestran renuentesa incorporar tales sistemas en sus proyectos.Sin embargo, existen circunstancias en que losproblemas son tan agudos que únicamente lanueva tecnología podría ser la respuesta. Escrucial que el propietario esté consciente de losriesgos. El ingeniero debe obtener el totalconsentimiento del propietario para cualquierriesgo que sea aceptable en relación con el usode un sistema sin un historial demasiado largo.

Costos iniciales y de largo plazo

El costo es un factor que un propietario nopuede ignorar; la mayor parte de los sistemasprotectores tiene costos de mantenimiento juntocon costos iniciales (por ejemplo, los selladoresy pinturas necesitan ser reaplicados, lossistemas de protección catódica debenmonitorearse y ciertos componentes se tienenque reemplazar).

Page 22: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

En algunos casos, el costo inicial puede parecermuy alto. Sin embargo, cuando se evalúansobre el ciclo de vida del método, su uso en unproyecto de reparación puede ser muycompetitivo. Además, si el tiempo fuera deservicio de una estructura es una consideraciónimportante, el alto costo inicial de un métodoque extienda el uso de la instalación sininterrupción para reparaciones futuras delconcreto bien puede valer la pena.

Apariencia final

Al igual que con el programa de reparaciónmismo, los propietarios necesitan saber directay claramente lo que están comprando; en otraspalabras, ¿cómo se verá? La localización deuna reparación puede ser de cierta preocupacióncuando se consideran varios sistemas deprotección.

Los ingenieros deben también ver a largo plazo.Ellos necesitan preguntar: ¿Qué aspecto tendráel sistema después que haya estado en el lugaralgunos años ? ¿Existen factores ambientalesque afecten la manera en que un sistema deprotección se comporta a lo largo de los años?

Acatamiento de las condiciones delcompuesto volátil orgánico

Para propósitos regulatorios, la Agencia deProtección del Medio Ambiente (EnviromentalProtection Agency = EPA) define un compuestovolátil orgánico como “cualquier compuesto decarbón, excluyendo el monóxido de carbono,dióxido de carbono, ácido carbónico, cloruros ocarbonatos metálicos y amonio, que participa enlas acciones fotoquímicas atmosféricas”. Elcumplimiento de las regulaciones actuales delVOC es un factor importante que se debeconsiderar al seleccionar un sistema deprotección.

Page 23: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Existen dos preocupaciones con relación a losVOC: 1) los fuertes olores desagradables de losproductos a base de solventes que se emitenson un problema en espacios interiores esca­samente ventilados, y 2) la reacción fotoquí­mica entre óxidos de nitrógeno y VOC queproduce ozono.

Desafortunadamente, muchos de los productosen los que han confiado los ingenieros en elpasado ya no se encuentran disponibles en susformulaciones originales. Para satisfacer lasregulaciones de varios estados que tienen talesleyes se han introducido en el mercadoproductos con bajo VOC. Las últimas versionesde algunos de estos productos realmente notienen un historial aceptable. Una vez más esde importancia crítica que el propietario entiendaeste dilema.

Desde 1991, la EPA, la industria de losrecubrimientos y las agencias gubernamentaleshan estado tratando de alcanzar acuerdosmutuos sobre la limitación de emisiones deVOC para toda la nación. El objetivo de estastratativas es establecer alguna consistencia quepermita a los especificadores comparar losproductos y las afirmaciones hechas por losdiversos fabricantes.5

Compatibilidad

Es muy importante revisar la condición de lasuperficie al considerar cualquier sistema deprotección. Muchos de los productospatentados comúnmente utilizados en lasreparaciones podrían tener una química nocompatible con los recubrimientos o selladoresespecificados para usarse sobre ellos. Asípues, el potencial para problemas decompatibilidad debe investigarse nuevamente.Antes de empezar un trabajo de producción, elsistema seleccionado debe probarse en el sitiode la obra.

Page 24: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Además, la eficacia de los selladorespenetrantes se ve grandemente influida por lapresencia de selladores o recubrimientosexistentes. La mayoría de los fabricantesrequieren la aprobación de un subestrato delrecubrimiento antes de extender una garantía.La remoción de los recubrimientos existentes esmuy costosa, a veces sólo se requiere unaremoción parcial que podría dar como resultadoahorros significativos en los costos delproyecto.

Durabilidad/comportamiento

Al evaluar un sistema de protección, elingeniero debe determinar las expectativas delpropietario respecto a la vida del sistema dereparación. Entre otros factores que hay queconsiderar, están las condiciones ambientales(exposición a lluvias impulsadas por el viento,variaciones de temperatura, lluvia ácida, exposi­ción a dióxido de carbono, etc.), exposición arayos UV, extensión y naturaleza del tránsito(para plataforma) y el uso de la estructura (losrecipientes de agua potable tienen ciertos requi­sitos regulatorios).

Requisitos de aplicación

Antes de seleccionar un sistema de protección,especialmente los tratamientos de superficie,existe cierto número de condiciones básicasque necesitan ser satisfechas. Éstas incluyen:

l Las reparaciones de concreto deben curarse(usualmente 28 días después de completarse).Nota: los fabricantes de algunos productosafirman que pueden instalarse en superficieshúmedas y en un tiempo considerablementemenor a 28 días.

l Las superficies deben estar secas y sanas. Lapreparación de la superficie debe implementarsede acuerdo con las recomendaciones del fa­

Page 25: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

bricante.

l Las superficies deben ser relativamente lisascuando utilicen membranas aplicadas en formalíquida.

l Deben considerarse las condiciones deventilación y la humedad al seleccionar losproductos.

l Deben considerarse las limitaciones detemperatura durante la instalación al programarel trabajo.

No siempre existen las condiciones ideales.

La elección de un sistema de protección puedeser influida más por las condiciones deinstalación que por otros factores. Por ejemplo,habría que seleccionar productos con una bajaemisión de VOC para emplearse en espaciosinteriores pobremente ventilados, a fin de satis­facer las regulaciones actuales. Sin embargo,este método podría ser más costoso y podríano tener el historial de los productos tradiciona­les que el ingeniero probablemente ha utilizadoexitosamente en el pasado.

Otro ejemplo de las influencias que afectan laelección de un recubrimiento sobre una exposi­ción exterior podría ser las limitaciones de lasbajas temperaturas. Quizás el programa detrabajo indique que sea necesario aplicar elrecubrimiento final en el otoño. Un factor comoéste, que tenga un potencial para un efectosignificativo sobre el éxito del proyecto, deberíatener prioridad sobre otros parámetros.

Resumen

Los sistemas de protección del concreto sonuna parte necesaria y valiosa de cualquierprograma exitoso de reparación. Gracias a latecnología mejorada, así como a las

Page 26: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

regulaciones gubernamentales, las técnicasestán cambiando. El especificador debe estaractualizado con los más recientes desarrollos yevaluar cuidadosamente los productos a la luzde cada proyecto individual. Solamenteentonces podrá extenderse la vida útil de lasreparaciones y el propietario podrá lograrbeneficios en los costos.

Referencias

1. ACI Commitee 546, Concrete Repair Guide(ACI 546R­96), cap. 4, “Protection Systems”,sección 4.1, American Concrete Institute,Detroit, 1996, 26 pp.

2. Ibid, sección 4.3.

3. McGovern, M.,”A New Weapon AgainstCorrosion”, Concrete Repair Digest, junio/julio de1994.

4. Strategic Highway Research Program,“Concrete Bridge Protection and Rehabilitation:Chemical and Physical Techniques”, Contract C1031, Washington, D.C.

5. Factor, D., “A New Weapon AgainstCorrosion”, Concrete Repair Digest, junio/julio de1994.

Jay H Paul es responsable del grupo deingenieros de restauración de Klein y Hoffman,Inc., Chicago, y es miembro de los Comités delACI 546, Reparación del Concreto, y 515,Sistemas de Protección para el Concreto.

Este artículo fue publicado en ConcreteInternational y se reproduce con la autorizacióndel American Concrete Institute.Instituto Mexicano del Cemento y del

Concreto, A.C.Revista Construcción y Tecnología

Page 27: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Noviembre 2000Todos los derechos reservados

ARTICULOANTERIOR

ARTICULOSIGUIENTE

Page 28: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Concreto 2000Seminarios Internacionales,

Expo­Concreto 2000 yTecno­demos

Los días 6, 7 y 8 de septiembre se desarrollaron los SeminariosInternacionales sobre Evaluación, Rehabilitación y Reparación dePavimentos y Estructuras de Concreto, organizados por el InstitutoMexicano del Cemento y del Concreto. La sede fue el Hotel RoyalPedregal de la ciudad de México, a cuyas instalaciones acudió unnumeroso grupo de personas interesadas en aprovechar la oportunidad

de actualizar sus conocimientos con reconocidos especialistas deMéxico y otros países.

Paralelamente, tuvo lugar la Expo Concreto 2000, una muestra de

Page 29: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Paralelamente, tuvo lugar la Expo Concreto 2000, una muestra deproductos y servicios relacionados con la industria del concreto, la cualfue visitada tanto por los participantes de los seminarios como por elpúblico que llegó con el objeto de ver lo que exhibían las empresas delramo.

También, como es tradicional en los encuentros que organiza elIMCYC, se realizaron los Tecno­demos, una actividad que siempreconstituye un centro de atracción para los asistentes.

La ceremonia de inauguración

El arquitecto Jorge García Bernardini, en su calidad de maestro deceremonias, hizo la presentación de los integrantes del presidium, asaber: el licenciado Luis Martínez Argüello, presidente del IMCYC ydirector de Proyectos Especiales de Cementos Mexicanos (Cemex); elingeniero Daniel Méndez de la Peña, consejero del IMCYC y directorgeneral de Concretos Premezclados del Grupo Cementos Chihuahua(GCC); el ingeniero Pedro Carranza Andresen, consejero del IMCYC ydirector de la división Concreto del Grupo Corporación Moctezuma; elarquitecto Heraclio Esqueda Huidobro, director general del IMCYC; elingeniero Marcos Ramírez Rivera, gerente técnico de ventas del CGC;el arquitecto Franco Bucio Mújica, director técnico del OrganismoNacional de Normalización y Certificación de la Construcción yEdificación (ONNCCE), y el arquitecto Thomas Battles, presidente dePrecasted Prestressed Concrete Institute (PCI).

El arquitecto Heraclio Esqueda Huidobro fue quien pronunció laspalabras de bienvenida. Agradeció la presencia de los asistentes y serefirió a la importancia de los temas que se tratarían en los seminarios.Fijó la posición del Instituto al decir que en él se «sigue abogando porla calidad de los materiales, de los procesos y de las personas; es algode lo que no podemos sustraernos ya que la globalización nos está

llevando a límites de competencia en todos los campos. Ya nopodemos seguir siendo iguales, no podemos seguir improvisando, yeso lo estamos viendo en ejemplos que se presentan día a día en lasobras». Fue categórico al afirmar: «Calidad del producto, calidad delproceso y calidad de la persona: si no se logra unificar estos trescriterios, la calidad es prácticamente imposible».

Page 30: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Luego de expresar conceptos elogiosos sobre los profesoresinvitados para impartir los seminarios, se refirió a una de lasactividades recientes del IMCYC a la cual atribuye especialtrascendencia: el diplomado sobre Tecnología del Concreto en Internet.

«Sentimos la satisfacción de ser la primera institución, no sé si meatreva a decirlo, internacional, que lanza un diplomado sobre tecnologíadel concreto en Internet. Hace dos semanas lo iniciamos, la primerageneración en el nivel internacional. Ya tenemos alumnos deSudamérica inscritos en esta primera actividad que hemos llamadoEducación sin Fronteras IMCYC 2000.

»Es un diplomado que está fundamentado en una estructura modularcon valor a curriculum, para que se pueda ir avanzando por materias.Es toda una aventura hacia un futuro promisorio a la que hemosdedicado gran parte del tiempo. El comité de enseñanza del Institutoha trabajado arduamente en la elaboración de un mapa curricular paraeste diplomado.

»Los estudiantes que lo cursan comienzan con un módulo inicial parael desarrollo de habilidades para el aprendizaje a distancia a través deInternet; pasan luego a un módulo que se llama tronco común, dondese estudian las materias esenciales del concreto, y posteriormentetienen opciones de especialidades; especialidad en pavimentos, enconstrucción y en estructuras.»

Hizo una invitación a los asistentes a participar en este tipo deprogramas, y también en los comités de trabajo de las diferentes espe­cialidades que se manejan en el Instituto: el de enseñanza o

actividades educativas, el de tecnología del concreto y el depavimentos, comités que existen dentro del programa de membresías.

Anunció el próximo lanzamiento de un libro sobre carreteras,elaborado en otro de los comités del Instituto por gente muyespecializada y connotada. Lo conforman cuatro capítulos –dijo–, quetratan los temas de Proyecto, Construcción, Evaluación yMantenimiento.

Terminó con un llamado a la colaboración: «En estas actividadesquisiéramos contar más con el apoyo y la participación de ustedes,

Page 31: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

quisiéramos contar más con el apoyo y la participación de ustedes,que están interesados en estas áreas del concreto. No me resta másque invitarlos a participar activamente con el Instituto y a seguir muyde cerca todas estas actividades que consideramos nos seguiránmanteniendo a la vanguardia de los institutos hispanoamericanos delcemento y del concreto. Muchas gracias.»

La entrega de la certificación ISO 9002

Una vez finalizado el mensaje del arquitecto Esqueda Huidobro, elarquitecto Franco Bucio Mújica, en representación del ONNCCE, hizoentrega a las autoridades del IMCYC del certificado de sistema decalidad de la norma ENX 004­1995, equivalente a la ISO 9002, al queel Instituto se hizo acreedor luego de un largo proceso decumplimentación de requisitos sobre el cual informamos en nuestraedición anterior.

El arquitecto Bucio Mújica acompañó la entrega de la certificacióncon estas palabras:

«Me gustaría hacer algún comentario sobre qué es ISO 9000; quizáes lo que nos estamos preguntando antes que nada, qué son estasnormas mexicanas equivalentes a esta serie de la ISO 9000. Comoustedes saben, estamos viviendo en un mundo globalizado y laapertura comercial nos ha puesto en la necesidad de competir, no sóloen nuestro país con empresas semejantes, sino que estamos y

debemos competir en el nivel internacional con todas nuestrassimilares. Nos encontramos entonces inmersos en la competencia ydebemos ser competitivos, poner en evidencia que somos realmenteconsistentes en lo que hacemos, que en verdad sabemos hacernuestros productos, los productos y servicios que ofrecemos. Esto, porsupuesto, significa el compromiso de las empresas proveedoras debienes y servicios de hacer su trabajo cada vez mejor. Esta norma dereferencia de modelo de aseguramiento de calidad pone las primerasbases, pero también genera en la empresa un compromiso de mejoracontinua que beneficia a la vez a sus clientes, a todos los usuarios dealgún producto o servicio, los que pueden a su vez exigirle a esasempresas tal compromiso de consistencia, de mejora continua.

«De esta manera, el organismo que represento, el Organismo

Page 32: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

«De esta manera, el organismo que represento, el OrganismoNacional de Normalización y Certificación de la Construcción yEdificación, acreditado en el marco de la ley federal sobre metrología ynormalización de nuestro país –y reconocido entonces por el gobiernofederal–, hace entrega de este documento que evidencia el seriocompromiso del Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto.Muchas felicidades.»

A continuación, el licenciado Luis Martínez Argüello pronunció unbreve mensaje:

«Creo que lo único que puedo decir es que me siento sumamenteorgulloso de los alcances que ha tenido el Instituto Mexicano delCemento y del Concreto, sobre todo en estos dos temas que se hantratado. Por un lado, la certificación ISO 9002, que nos permitiráempezar también a hacer un mejor trabajo para todos ustedes. Yoquiero felicitar a todos los integrantes del Instituto, a todos los quelaboramos allí de una u otra manera, por el gran esfuerzo realizadopara obtener este documento de certificación que nos apoyará ennuestro trabajo diario. Por otro lado, el haber alcanzado ya nuestroprograma de Educación sin Fronteras, que era muy necesario en la erade la información y del conocimiento. El IMCYC siempre se ha

distinguido por avances de este tipo, y siendo la carretera de lainformación, no podíamos dejar una carretera sin que fuera deconcreto. Yo agradezco también y felicito mucho a Heraclio y a todo elpersonal del Instituto por esto. Quiero también agradecer a todosustedes y decirles que espero que aprovechen este curso, unseminario muy interesante de nivel internacional al que seguramente sele sacará mucho provecho, como siempre ocurre con los seminariosdel IMCYC. Muchísimas gracias por su asistencia.»

La Expo­Concreto 2000

Al término de sus palabras, el licenciado Martínez Argüello pidió allicenciado Pedro Carranza Andresen que tuviera la amabilidad deproceder a inaugurar la exposición y formuló una invitación a losmiembros del presidium y a los asistentes para hacer un recorrido porla muestra.

Page 33: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Con interés, ellos visitaron el área de exhibición donde las empresaspresentaban lo más relevante de sus productos y servicios. Allí,compañías nacionales y extranjeras compartían el espacio que lesbrindara Concreto 2000 para establecer contacto directo con losprofesionales de la construcción interesados en conocer los últimosdesarrollos.

Estuvieron en calidad de expositores AMIC, Boral MaterialTechnologies, Cemex, Distribuidora de Fibras para la Construcción,Dow Corning de México, Dramix by Bekaert Corp, Elvec, Equipos deEnsaye y Control, Eucomex, Fester, Geo­Productos Mexicanos,IMCYC, La Cruz Azul, Lafarge, MBT México, Ram International,Svedala Dynapac y W R Meadows.

Durante los días en que se desarrollaron las actividades, los standsno dejaron de recibir la visita de un público que aprovechó laoportunidad de observar lo que las empresas ofrecían.

Los Seminarios Internacionales

En total fueron diez los seminarios que se impartieron durante los tresdías que duró el Congreso. El primero tuvo como tema «El papel delsupervisor en la construcción de estructuras de concreto durables», yestuvo a cargo del profesor Bertold Weinberg, de Estados Unidos. Elsegundo trató sobre «Nuevas tendencias en el diseño y construcciónde pavimentos de concreto hidráulico» siendo el expositor el profesorShiraz Tayabji, también de Estados Unidos. Luego siguió el tema«Presente y futuro de las estructuras prefabricadas de concreto paraviaductos elevados», desarrollado por el profesor José María RioboóMartín, de México. Sobre «Construcción de pavimentos de concretocon concreto reciclado» expuso el profesor Mark B. Snyder, deEstados Unidos. «Reparación y rehabilitación de pavimentos deconcreto» tuvo como responsable al profesor Shiraz Tayabji. Elseminario de «Protección de las estructuras de concreto reforzadocontra la corrosión» fue impartido por el profesor David Whitmore, deCanadá. Sobre «Diseño de pavimentos de concreto por los métodosAASHTO y PCA con el uso de software» expuso el profesor HugoGuerrero, de México. «Durabilidad y protección de las estructuras deconcreto en exposiciones severas con aplicaciones de cementos yagregados aluminosos» estuvo a cargo del profesor Augusto C.

Page 34: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Abduche, de Brasil. Otro tema fue «Construcción de bases parapavimentos con asfalto reciclado y estabilizado con cemento portland»,desarrollado por el profesor Jan R. Prusinski, de Estados Unidos. Y porúltimo, «Software para el diseño de mezclas por durabilidad» fuecompartido por los profesores Daniel Dámazo y Roberto Uribe, ambosde México.

Para expresar en pocas palabras lo que fueron y lo que significaronlos seminarios, podríamos decirlo así: una actividad muy intensa queconcentró la atención de los participantes en temas realmenteimportantes para quienes se dedican de manera profesional a laconstrucción con concreto; una excelente oportunidad para actualizarconocimientos, discutir problemas, intercambiar ideas y despejardudas; un verdadero privilegio de poder hacerlo bajo la conducción deespecialistas reconocidos en cada tema.

Los tecno­demos

Esperados como siempre, los tecno­demos se realizaronoportunamente, uno cada día. En el primero se hizo una demostraciónde concreto autocompactado, es decir, un concreto que no requierevibrado y que garantiza la homogeneidad y la adecuada consolidaciónen el elemento, mejorando la durabilidad y la calidad de lasconstrucciones. Fue presentado por el ingeniero Guillermo CervantesVásquez, investigador del área de Tecnología del Concreto en elCentro de Tecnología del Concreto de Cemex.

El segundo mostró los trabajos para la elaboración de un mortero devida prolongada, un producto diseñado para permanecer en estadoplástico de 12 a 36 horas, listo para ser usado en la obra sinadicionarle agua y cal, suministrado por unidades revolvedoras y quealcanza resistencias a la compresión de hasta 200 kg / cm2. Tiene laventaja de evitar el almacenaje de grandes cantidades de arena, cal,cemento y / o mortero en la obra, reducir desperdicios y disminuircostos de producción. El ingeniero Sergio García, gerente técnico deConcretos Cruz Azul fue quien tuvo a su cargo la presentación.

En el último tecno­demo se preparó un concreto de rápido desarrollode resistencia, un producto que reduce al mínimo el tiempo deejecución de una obra. Entre sus características se encuentran la bajacontracción y baja permeabilidad, la resistencia a los sulfatos y el nocontener cloruros. La presentación la hizo la ingeniera PatriciaContreras, investigadora del área de Tecnología del Concreto en elCentro de Tecnología del Concreto de Cemex.

Page 35: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Quienes deseen adquirir el contenido expuesto en los seminarios

pueden solicitarlo al licenciado Rogelio LIC. JAVIER MARTINEZ

MARTINEZ

COORDINADOR DEL CENTRO DE DOCUMENTACION DEL

INSTITUTO MEXICANO DEL CEMENTO Y DEL CONCRETO

TEL DIRECTO: 53225752

TEL: 5322­ 5740 ext. 212

FAX: 53225745

y correo electrónico: [email protected].

El momento de los reconocimientos

En el transcurso de Concreto 2000 tuvo lugar la entrega de reconocimientos muy importantes. Uno fue la certificación de ISO9002 al Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, sobre la que seinforma en este artículo, y que fue entregada por el arquitecto FrancoBucio Mújica, director técnico del ONNCCE, al arquitecto HeraclioEsqueda Huidobro, director general del IMCYC.

Las otras distinciones, otorgadas por el Precast / Prestressed ConcreteInstitute en el marco de los PCI Awards 2000, y entregadas por supresidente, el arquitecto Thomas Batles, fueron para algunosparticipantes en la obra del tramo Elevado Metropolitano Línea B delMetro capitalino. Los recibieron el ingeniero José María Rioboó Martín,fundador y presidente del Grupo Rioboó, por el diseño; el ingenieroFrancisco Delgado Terrazas, en nombre de la empresa Pretencreto,que prefabricó, transportó y montó las trabes de las estaciones, y elingeniero Daniel Ruiz Fernández, encargado de Obras y Servicios delDepartamento del Distrito Federal en el momento en que se contrató laobra, durante la anterior administración de la ciudad de México.

Hay que decir que el ingeniero Rioboó desarrolla una intensa actividadprofesional, tanto en el ámbito gubernamental como empresarial, ytambién en el académico. Es miembro del Grupo de Asesores enSeguridad Estructural del Gobierno del Distrito Federal desde 1985 ydirector de los subcomités para la elaboración de las NormasComplementarias para Diseño y Construcción de Estructuras deConcreto y de la Norma Complementaria de Puentes. Es miembro delComité Asesor de la División de Educación Continua de la Facultad deIngeniería de la Universidad Nacional Autónoma de México y ha sidoexpositor técnico en diversos congresos nacionales e internacionales.Posee varias patentes en el campo de la ingeniería estructural y se hadestacado por el diseño de más de 500,000 m2 de puentes en el área

Page 36: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

destacado por el diseño de más de 500,000 m2 de puentes en el áreametropolitana de la ciudad de México.

Momentos antes de recibir su premio, el ingeniero Rioboó pronuncióuna conferencia durante la cual revisó lo realizado en materia depuentes y viaductos urbanos elevados construidos con elementosprefabricados, y analizó la eficiencia lograda en los elementosestructurales de dichas obras. Luego explicó en detalle la solucióndada a la línea B del Metro de la ciudad de México, motivo de ladistinción del PCI.

Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, A.C.Revista Construcción y Tecnología

Noviembre 2000Todos los derechos reservados

ARTICULOANTERIOR

ARTICULOSIGUIENTE

Page 37: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Mortero de altodesempeñoexpuesto a unambiente ácido

Diseño, predicción de vida útil y análisis de costode ciclo de vidaJuan Carlos Escobedo Salazar y Jorge GómezDomínguez

La presente investigación muestra elcomportamiento desde el enfoque tecnológico,económico y ecológico del mortero de altodesempeño (MAD) mediante su aplicaciónpropuesta en un piso industrial expuestocontinuamente a un ambiente ácido, y teniendocomo punto de comparación un sistema basadoen loseta de barro, membrana antiácido y morterode furán. Se efectúa el diseño de mezcla y laexperimentación, que consiste principalmente enuna prueba acelerada de resistencia química yuna intensa observación en el microscopioelectrónico de barrido. Se determina lacorrespondencia lineal entre la pérdida de pesodel MAD por el ataque del ácido y el tiempo, loque sirve como base para plantear un modelo devida útil y del costo del ciclo de vida. Además, sesimula la duración del MAD y se efectúa unanálisis comparativo del costo del ciclo de vidacon el sistema actual, donde se establece la granventaja económica del MAD. También se señalasu superioridad en lo que respecta a laecoeficiencia. Se establece un procedimientopara definir el comportamiento de los nuevosmateriales de construcción dentro de tresenfoques del desarrollo sostenible, según unavisión holística del problema, y que consta de laobservación, experimentación, análisis

En el marco de la búsqueda de unamayor durabilidad para las estructuras de

concreto, y con el propósito de darsolución a un caso específico, esta

investigación tuvo por objeto diseñar yfabricar un mortero de alto desempeñopara responder a las exigencias de un

ambiente altamente corrosivo. El análisiseconómico y de costo de ciclo de vidadel material que se produjo mostró la

conveniencia de su utilización.

Page 38: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

microestructural, definición y predicción delcomportamiento de la solución.

La necesidad de un concreto más durable

El concreto es el material fabricado por el hombrecon más amplio uso, y el segundo después delagua como sustancia más consumida de formaintensa: se produce al año aproximadamente unatonelada de concreto para cada ser humano en elplaneta.

Dentro de la comunidad de investigación en elámbito internacional, se han desarrolladonumerosos materiales y métodos destinados alas construcciones y reparaciones de estructurasde concreto. 1 También se han detectadoampliamente las condiciones que causan eldeterioro de las estructuras de concreto, y a lavez se han determinado consecuentemente lascaracterísticas deseables del concreto para quetenga un comportamiento satisfactorio. 2Inclusive, se ha estado promoviendo cada vezmás la investigación en materia de concreto dealto desempeño, y se ha pedido en paísesaltamente desarrollados el apoyo de los gobiernospara incrementar, intensificar y diseminar lainvestigación, desarrollo o uso del concreto dealto desempeño que, por sus características,vendría a dar solución a una serie de problemasque se presentan en las estructuras de concretoconvencional por su escasa durabilidad, altogasto de mantenimiento, en especial en obras deinfraestructura, donde el deterioro genera seriaspérdidas económicas. 3, 4 Hasta ahora, elenfoque económico dado al concreto de altodesempeño se ha limitado a los beneficios quetrae consigo su alta resistencia, como es elahorro derivado de la disminución de sección enlos elementos estructurales, 5, 6 pero sin evaluarel ahorro que se tiene al emplear un concreto másdurable. Tampoco se ha desarrollado de unamanera sistemática el análisis sobre la inversiónen la estructura de concreto y su rentabilidad en

Page 39: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

su ciclo de vida.

El empleo del concreto de alto desempeño tienemuchas repercusiones en el ámbito de laconstrucción, incluyendo la industria de lafabricación del cemento y del concreto. Laelaboración del concreto de alto desempeño nosiempre puede efectuarse con los procedimientostradicionales del concreto normal. La selección delos ingredientes es crítica porque requiere unconocimiento experto para establecer su eficientecompatibilidad tanto en la parte física como en laquímica.

La construcción en todo el mundo enfrentaproblemas de diverso tipo, tales como la crisisenergética, los recursos naturales limitados, laimplementación de sistemas de protección almedio ambiente, los programas de apoyo aldesarrollo sostenible y el uso coercitivo máseficiente y seguro de los materiales. Para cumplirestos objetivos, es de suma importanciamodernizar el conocimiento de los materiales afín de predecir su vida en diversas condicionesambientales. 7 El rápido y disperso desarrollo dela tecnología del concreto ha contribuido enbuena medida a demostrar que la durabilidad delmismo es de gran importancia, por los diversosefectos destructivos del ambiente y lasconsecuentes pérdidas económicas debidas auna baja durabilidad. 8

El caso de estudio

Para fines de aplicación de las diversas teoríasque implica el concreto de alto desempeño, encuanto a sus características físicas, químicas,económicas y sostenibles, y su posteriorcomprobación, se seleccionó un caso de estudiodonde se produce un ataque de ácido sulfúrico alconcreto; esto sucede, por ejemplo, en una plantaindustrial donde la actividad preponderante es lafabricación de acumuladores para vehículosautomotores. El contacto principal del ácido se

Page 40: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

efectúa en el piso, por el escurrimiento (aunquemuy escaso) que se da cuando se está llenandode ácido el casco de los acumuladores, que esuna operación semimanual. Otra forma en quellega el ácido al piso es cuando se evapora,después se condensa en la cubierta de lámina dela nave y eventualmente se precipita, simulandouna lluvia ácida. Esta última condición da unambiente extremadamente corrosivo, tanto enestado líquido como gaseoso. La estrategia queha seguido la empresa del problema paradisminuir los efectos nocivos del ácido es instalaruna superficie de loseta de barro, adherida concemento asfáltico, posteriormente una delgadamembrana resistente al ácido, y después unacapa de mortero basado en cemento de furán. Sinembargo, la duración efectiva de esta protecciónno es muy prolongada.

El efecto nocivo del ácido en el concreto sedefine principalmente como la lixiviación de la callibre a consecuencia de la penetración del ácido,lo cual genera una matriz cada vez más porosa.Además, el ataque avanza conforme se hacemás porosa la matriz de concreto. Otro tipo dedegradación que a veces se presentasimultáneamente es la disolución de losproductos de hidratación del cemento por sureacción química con el ácido. La inclusión deagregados ricos en calcio, o carbonatos decalcio, también hace al concreto más susceptiblede ataque, puesto que su resistencia al ataquequímico por ácidos es muy baja. 9 La mecánicade degradación empieza en la superficie delconcreto con la lixiviación de la cal libre,propiciada por la porosidad que se encuentra enlas superficies a causa de los capilares formadospor el sangrado y el eventual agrietamientoplástico o por contracción por secado. Una vezque ha logrado penetrar, el producto de lixiviacióny reacción más susceptible continúa siendo la callibre. Se ha encontrado que la reacción del ácido,principalmente con la cal, neutraliza la accióndestructora del ácido; sin embargo, la

Page 41: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

neutralización dura hasta que se renueva laconcentración del ácido. 10

La siguiente fase de ataque se puede presentaren los productos de hidratación del cementodenominados Hidratos de Silicato de Calcio (H­S­C), o en los agregados, según sea sucomposición mineralógica. La reacción con los H­S­C es una disolución que debilita severamente laintegridad física de la pasta y su interfase con losagregados. Cuando un agente agresor, como esel ácido, penetra hasta la interfase, la cual es unazona relativamente más porosa que el resto de lamatriz, 11 la razón de degradación aumentarápidamente y se produce una repentina pérdidade adherencia con los agregados, causando ladestrucción total del concreto. Además, para elcaso del ácido sulfúrico, existe la eventualformación de sulfato de calcio, el cual reaccionaexpansivamente causando agrietamiento. 12 Esimportante señalar que la razón de degradaciónglobal tiene un comportamiento progresivo,puesto que, conforme avanza el ataque, elconcreto se hace más poroso, facilitando loscanales de penetración. 12 Este es elcomportamiento que se presenta en el concretonormal.

De aquí la necesidad de obtener un mortero(aplicable también a concretos) de altodesempeño resistente a ácidos, que se base enlas características de baja permeabilidad quepresenta, así como en la escasa presencia deredes de capilares o de los mismos capilares. Enestos morteros, el favorecer una actividadpuzolánica es bueno, porque la actividadpuzolánica consume la cal libre, y los productosde hidratación del cemento incluyen hidratos desilicato de calcio con una relación calcio/sílicemucho menor, 9 constituyendo un compuesto demucha mejor calidad que los H­S­C originales delcemento portland. De esta manera, loscompuestos más susceptibles de ataque se hantransformado en un compuesto mucho más

Page 42: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

resistente, a la vez que se ha creado un productocon una polimerización más alta que adsorbeiones susceptibles de reacción, como son los delos álcalis y del aluminio, y es más resistente a ladisminución del pH. 9, 10 Por otra parte, laresistencia mecánica de la pasta de un concretode alto desempeño a cualquier tipo deagrietamiento es mucho más alta, incluyendo losque se puedan causar por las reaccionesquímicas del ácido con los productos dehidratación o con los agregados. Unaconsideración importante que se puede hacer esque, adicionando humos de sílice en 30 porciento del peso del cemento, se consumetotalmente el contenido de cal libre. 10 Sólofaltaría la selección de un agregado que tuvierauna alta resistencia al ataque de ácidos.

Entonces, se supone que en un concreto omortero de alto desempeño, el ataque del ácidosólo se presentaría en la superficie, con unavance muy lento, y con una penetración muchomás lenta, dada la baja permeabilidad de estematerial. La penetración de un fluido en unmortero de alto desempeño podría durar variosaños, y está influida principalmente por los porosmás pequeños, en el mediano plazo. 13

El objetivo

El objetivo de la presente investigación esefectuar un diseño, fabricación y análisis, conenfoque tecnológico y económico, del mortero dealto desempeño, considerándolo un material deconstrucción que puede incrementarnotablemente la durabilidad de las estructuras deconcreto. El material se investiga desde sufabricación con insumos de la región del norestede México hasta su evaluación en la etapa defuncionamiento, considerando factores talescomo su ciclo de vida, periodos demantenimiento y ecoeficiencia, en función delmedio y de los agentes presentes en el casoseleccionado.

Page 43: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

La metodología

Tomando en cuenta las consideracionesanteriores, el estudio incluye un trabajo delaboratorio donde se somete el mortero de altodesempeño a condiciones extremas deexposición, simulando la situación másdesfavorable. Para lograr esto se realizó unanálisis de la información proporcionada por laempresa afectada por el problema; este análisisarrojó ciertos parámetros críticos, los cuales seconsideraron para el estudio y delimitación de laexperimentación.

Otro paso importante fue la documentaciónbibliográfica objetiva para el caso, y así mediantela interpretación de la información obtenida y suaplicación al caso, en conjunto con la modelaciónde los parámetros de diseño encontrados y surelación, es posible fabricar un buen concretopara resolver el problema. 14 El monitoreoposterior será lo que en realidad defina la certezade las decisiones tomadas. 15

Considerando la situación de la mecánica dedegradación del caso de estudio, fue necesaria lainclusión de agregados con una gran resistenciaal ácido, y que hubieran demostrado una buenacompatibilidad con el cemento, 16 además deque su fuente fuera cercana y explotable. Deacuerdo con un análisis mineralógico y delocalización de bancos, la opción más viable fueel empleo de basalto. La decisión se tomó conbase en su composición mineralógica. El basaltoes una roca ígnea básica efusiva de grano fino, aveces vítrea, de color oscuro y compacta. Losminerales esenciales son la plagioclasa cálcica yla piroxena. 17, 18 De acuerdo con un análisisbibliográfico, y con las características quepresenta la roca seleccionada de un grano no tanfino, con una ligera porosidad y cierto contenidode burbujas, se encontró que la variedadescogida tiene como minerales principales algunaplagioclasa, augita, hiperstena, olivino y en

Page 44: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

ocasiones vidrio, generalmente resistentes a losácidos. Los minerales accesorios son lamagnetita, ilmenita, ágata, cuarzo, calcita, clorita,zeolita. 19

Por otra parte, también se empleó cementoportland tipo I, humos de sílice para el consumode los cristales de hidróxido de calcio, aditivosuperfluidificante y agua potable. Elcomportamiento del aditivo que se esperaba, yque se obtuvo en la investigación, fue el dedispersar las partículas de cemento, a tal gradoque la trabajabilidad fue adecuada. Esadispersión fue necesaria para que, por ladefloculación, el acomodo de las partículas dehumo de sílice fuera más homogéneo y laactividad puzolánica se efectuara de una maneramás rápida y uniforme. Asimismo, el efecto deladitivo sobre la distribución de los agregados enel mortero, en función de la viscosidad quegenera, fue tal que coadyuvó a una mejorcompactación del mortero –per se–,incrementando la densidad y disminuyendo lapermeabilidad de manera global.

Para la definición de la granulometría, se decidióadoptar el Modelo de Suspensión de Sólidos,desarrollado por Thierry Sedran y François deLarrard en el Laboratorio Central de Puentes yCaminos de Francia. Este modelo ha sidoutilizado en diseño de mezclas de concreto dealto desempeño, concreto compactado conrodillos, y en el desarrollo del concreto reactivo,con resultados altamente satisfactorios. 20 Lagranulometría empleada se muestra en la tabla1.1. Sin embargo, aunque en la teoría yaplicación del modelo en el diseño de la mezcla,la granulometría considera todas las partículas enestado seco, y la granulometría es muyimportante, competen más las características delmortero ya endurecido, y el modelo se deberíareferir adicionalmente a la porosidad del materialprecisamente en estado endurecido, por lo que laproporción (mas no la graduación) de los

Page 45: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

ingredientes se definió por la porosidad final delmortero más baja posible, calculada por lafórmula (1), y se obtuvo un valor de 11.26 porciento. Las proporciones finales se muestran enla tabla 1.2.

P M = (0.23 v w + v a )/ 1­g (1)

Dado el objetivo general de la investigación, laproblemática del caso de estudio y el objetivoparticular para la solución de éste, se hizonecesario el diseño de una prueba acelerada deataque por ácido sulfúrico al mortero de altodesempeño que estuviera bien caracterizada porlas condiciones reales, y cuyos resultados fueranprecisos, uniformes, mensurables, repetibles, ycon cierta facilidad de interpretación para su usoen el modelo real. Ahora bien, si se consideraque, dentro del alcance de la investigación seencuentra la predicción de la vida útil del morterode alto desempeño diseñado, precisamente en laestructura que eventualmente se emplearía, y elcosto de su ciclo de vida, la definición de losparámetros que se van a buscar en laexperimentación se debe precisar con exactitud.Para el desarrollo de la experimentación, sedecidió adoptar la norma ASTM C­267­96 para laevaluación de la resistencia química del morterode forma acelerada, y la norma ASTM E­632­92para la predicción de la vida de servicio.Adicionalmente, se determinó la cantidad dehuecos permeables a diversas edades de ataque,por medio de la norma ASTM C­642­97.

Mediante un análisis del costo de un sistema depiso propuesto basado en mortero de altodesempeño que incluía acero de refuerzo paraevitar cualquier tipo de juntas y del costo delsistema empleado actualmente, se efectuó unanálisis del costo del ciclo de vida para cadaopción, considerando una vida estimada para elmortero de alto desempeño y la vida útil que hapresentado el sistema actual. Además, seestablece la comparativa entre el consumo de

Page 46: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

energía de los dos sistemas para evaluar suecoeficiencia, con base en investigaciónbibliográfica.

Resultados y discusión

Siguiendo la norma ASTM C­267­96, seelaboraron cubos de mortero de alto desempeñode 2”, los cuales tuvieron un curado de 24 horasen sus moldes a la temperatura ambiente ydebidamente sellados, y luego un curadosumergido en agua saturada con cal a 23°Cdurante 14 días. Posteriormente se inició suinmersión continua en ácido sulfúrico(concentración aproximada, 10 por ciento), deacuerdo con la norma. La porosidad, que seobtuvo por la norma ASTM C­642­97, se estimóen los especímenes al término de sucorrespondiente periodo de inmersión en el ácido.Adicionalmente, se monitoreó continuamente elpH del ácido sulfúrico. Los resultados semuestran en la tabla 2.1. Al graficar losresultados correspondientes a la pérdida de peso(figura 1.1), se observa que existe unacorrespondencia aproximadamente lineal entre eltiempo y la pérdida de peso hasta cierto punto.Esta observación es la que dará sustento almodelo de predicción y costo del ciclo de vida delsistema de piso propuesto. La pérdida de pesolineal, paulatina, sin cambios bruscos de la razónde pérdida de peso, se corrobora con laobservación en el microscopio electrónico debarrido (MEB) de los especímenes en latransición de la zona atacada a la zona sana(figura 1.3 y 1.4), donde se aprecia que no haypenetración del ácido por los poros o capilares,sino que la degradación se lleva a cabo en formade exfoliación, por lo cual existe una frontera biendefinida entre las dos zonas. Se apreció que elcomportamiento del basalto frente al ataque delácido en la experimentación fue excelente (figura1.2), mostrando sólo una ligera pérdida de pesocorrespondiente a pequeñas fracciones de calcitaincrustada en sus huecos. Por otra parte, la pasta

Page 47: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

no presentó el comportamiento esperado,principalmente porque el curado no fue losuficientemente prolongado, lo cual se apreció enel microscopio al aparecer fracciones de cementosin hidratar, a la vez que a la actividad puzolánicatodavía le faltaba mucho por desarrollar, tal ycomo lo indica el incremento en la resistencia a lacompresión entre los especímenes testigo alinicio (14 días de curado sumergido; 42 MPa) y alfinal (14 días de curado sumergido y 28 días decurado al ambiente; 81 MPa) de la prueba deataque químico.

Posteriormente se efectuó el análisis económicodel sistema de piso propuesto con el mortero dealto desempeño desarrollado, considerando sufabricación en la obra. Se propuso que el piso serehabilite de acuerdo con su duración real,mediante la aplicación de una capa de un cm delmismo mortero, después de retirar la capa depiso que ha sido atacada. Por otra parte, elsistema empleado actualmente con garantía dedos años tiene una vida promedio de tres años;sin embargo, la degradación no ocurre de manerauniforme en toda el área de piso, lo que origina unespectro de vida de dos a cuatro años; por lotanto, para fines de este análisis se consideraráque después de los dos años de garantía, serehabilita la tercera parte cada año. Por suscaracterísticas, la rehabilitación consiste en elreemplazo de todo el espesor de la parteafectada; debido a la contaminación de suscomponentes, se considera poco seguro sureúso. Los costos considerados se muestran enla tabla 2.2. Para análisis del costo del ciclo devida, además de los parámetros anteriores seconsidera un factor de ajuste de 15.42 por cientoy una TIIP de 26.42 por ciento correspondientesal año 1998; el resultado se expresa en la tabla2.3, señalando claramente el ahorro en el ciclo devida de la estructura. Adicionalmente se efectuóuna sensibilidad en las tasas de ajuste y deinterés, presentándose un comportamientosimilar, y aun cuando el periodo de rehabilitación

Page 48: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

del mortero de alto desempeño se reduce a seismeses, su costo del ciclo de vida es 55 porciento del costo del sistema actual.

Con la finalidad de aproximar los cálculos en elfuturo al proceso en escala real, se propone unmodelo de costo de ciclo de vida (fórmula 2) delsistema de piso basado en mortero de altodesempeño, basado en la correspondencia linealentre la pérdida de peso y el tiempo que seencontró en la prueba de resistencia químicaacelerada, que depende del parámetro pérdida devolumen. Para un mejor desempeño y utilizaciónde este modelo, sería necesario calibrarlo unavez que se haya implementado en escala real, yllevar su precisión al grado óptimo basándose enestudios estadísticos. Dentro de los parámetrosque debe considerar la empresa, obviamente sedestaca el observar la productividad que se ganapor la continuidad de sus procesos industrialescuando los procedimientos de reparación y/orehabilitación se simplifican.

(2) donde:

A = Pérdida del espesor del piso a 15 días de

ataque del ácido (mm).

B = Pérdida del espesor del piso a 30 días de

ataque del ácido (mm).

s = Predicción del periodo de servicio aceptabledel piso, en términos de meses.

Cs= Costos incurridos en el tiempo s.

S = Números de periodos de tiempo en el periodode estudio.

F.E.= Factor de escalación mensual expresado

en decimales.

Page 49: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

TIIP=Tasa de interés interbancaria promediomensual expresada en decimales.

Adicionalmente, mediante el empleo de la tabla2.4, y considerando los componentes de los dossistemas de piso, se encuentra que tan sólo laloseta de barro empleada por el sistema actual,cuya fabricación es muy similar a la del ladrillo,tiene un consumo de energía y una cantidad deemanaciones de SO 2 muy superior a laelaboración del concreto reforzado en toda sucadena productiva, por lo que fácilmente seaprecia la alta ecoeficiencia del sistema demortero de alto desempeño para este caso.

Conclusiones

Los beneficios que se derivan del uso de unmortero de alto desempeño, en comparación conlos que representa el uso de piezas cerámicaspegadas con adhesivo en el ambiente ácidoestudiado son halagadores, especialmente si seconsidera que en el experimento discutido sesometió el mortero a un contacto directo con elácido, situación extrema que no ocurre en larealidad y que sin embargo nos permite evaluarpositivamente el comportamiento de este tipo dematerial. Se considera que los resultadosobtenidos se deben indudablemente al empleoconjunto de varios parámetros clave en el diseñode mezclas de concreto de alto desempeño,como son el uso de agregados resistentes alácido, el humo de sílice, que permite disminuir almínimo la presencia de cal libre integrándola enun silicato hidratado que opondrá resistencia aldeterioro, así como el empleo de un aditivoreductor de agua de alta calidad que facilite laelaboración y colocación de la mezcla. Y porsupuesto, el empleo de un modelo teórico quepermita dosificar el mortero de alto desempeño.

En cuanto al aspecto económico, el análisisrespectivo del ciclo de vida del mortero de altodesempeño reafirma que es imprescindible que la

Page 50: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

industria considere seriamente un mayor uso deeste tipo de materiales, pues a la larga se puedenobtener grandes beneficios, ya que al requerirseun menor mantenimiento, la empresa puedereducir sus gastos no sólo en este renglón sinotambién evitar los gastos de operación quesignifica el tener que detener las actividadesproductivas para mantener frecuentemente oreparar su infraestructura.

Finalmente, si bien es cierto que pueden existirmuchas soluciones al problema estudiado,también hay que considerar que es necesarioseleccionar aquellas que sean definitivas. Una deestas soluciones es el consumo del concreto odel mortero de alto desempeño; pero aún esnecesario desarrollar más su tecnología, con lafinalidad de diseminarla con confiabilidad.Además, se debe propiciar el análisis decualquier propuesta dentro de las dimensionesque envuelve el desarrollo sostenible, aportandonuevas herramientas para la toma de decisiones.Por otra parte, es necesario también establecerrequerimientos estandarizados de predicción en loque se refiere al análisis de vida útil y costo delciclo de vida de un material o producto empleadoen la construcción.

Referencias

1. ACI Committee 546, Concrete Repair Guide,1996.

2. Proceedings of the Fourth CANMET / ACIInternational Conference on Durability ofConcrete, 1997.

3. Civil Engineering Research Foundation, HighPerformance Construction Material and Systems:An essential program for America and itsinfraestructure, Report 93­5011, 93­5011.E, abrilde 1993.

4. Frohnsdorff; G., S. Shyam Sunder; J.E.Hill,

Page 51: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

High Perfiormance Concrete Construction.Advanced Technology Program. FocusedProgram Recomendation, mayo 9 de 1995.

5. Moreno, Jaime, High Performance Concrete:Economic Considerations, Concrete International,marzo de 1998, pp. 68­70.

6. Ralls, Mary Lou, Texas High PerformanceConcrete Bridges: How much do they cost?,Concrete International, marzo de 1998.

7. UANL, Facultad e Instituto de Ingeniería Civil,Memoria del Seminario Internacional sobreDurabilidad del Concreto, 1993.

8. Cotrier Cavides, Juan Luis, Efecto de laReacción Álcali­Agregado en el Concreto,Memoria del Seminario Internacional deDurabilidad del Concreto, UANL, 1993, p. 16.

9. Neville, Adam M., Properties of concrete, 4ª.ed., 1996.

10. Durning, Timothy y María C. Hicks, UsingMicrosilica to Increase Concrete’s Resistance toAggressive Chemicals, Concrete International,marzo de 1991.

11. Garboczi, E.J. y D.P. Bentz, Modeling of theMicroestructure and Transport p roperties ofConcrete, Construction and Building Materials,vol. 10, núm. 3, 1996.

12. Banthia, N. y J. Sheng, Durability of CarbonFiber Reinforced Cements in AcidicEnvironments, ACI SP­126­45, 1991.

13. Martys, Nicos S. y Chiara F. Ferraris,Capillary Transport in Mortars and Concrete,Cement and Concrete Research, vol. 27, núm. 5,1997.

14. MacDonald, C.N., Durability Comparisons of

Page 52: La construcción y los aspectos ambientales · Así, las pieles de animales, el lodo, la madera, fueron algunos de los materiales utilizados por el hombre para la construcción de

Fiber Reinforced Concrete in Chemical PlantApplications, ACI SP­126­41, 1991.

15. Mullick, A.K. y otros, Performance ofConcrete Structures in Industrial Environment,ACI SP­126­30.

16. Neville, Adam M., Tecnología del concreto,3ª. ed., 1989.

17. Whitten, D.G.A. y J.R.V. Brooks, Diccionariode geología, 1980.

18. Dana, James Dwight, Manual de mineralogíade Dana.

19. Bauer, Joroslav, Guía básica de losminerales, 1981.

20. Sedran. T.y F. de Larrand, René­LCPC: UnLogicel pour Optimiser la Formulation des Bétonsà Hautes Performances (Software to optimize themix design of high performance concrete), 4 thInternational Symposium on Utilization of HighStrength / High Performance c oncrete, París,1996.

21. Penttala, Vesa, Concrete and SustainableDevelopment, ACI Materials Journal, septiembre­octubre de 1997.

El doctor Jorge Gómez Domínguez es profesordel Departamento de Ingeniería Civil del ITESMCampus [email protected]

El M.C. Juan Carlos Escobedo Salazar esegresado del ITESM Campus [email protected] Mexicano del Cemento y del

Concreto, A.C.Revista Construcción y Tecnología

Noviembre 2000