junio 2009N°42

EDITORIAL 3Una Nueva Era para los Pavimentos deHormigón en Chile

OBRA DESTACADA 4Viaducto Extensión L5 Metro de Santiago

ACTIVIDADES 8

VISIÓN 9Nuevas tendencias en Pavimentos de Hormigón

EN PROFUNDIDAD 10HCR: Hormigón Compactado con Rodillo

REPORTAJES 14Primer Seminario de Vivienda Industrializada

CIFRAS DEL HORMIGÓN 17Hormigones TÍpicos en Edificación

COLUMNA DE OPINIÓN 18Oscar Guarda

INTERNACIONAL 19Hormigones Flexibles y Autorreparables

Boletín N° 42Junio 2009

Representante Legal:Augusto Holmberg F.

Editor: Cristián Herrera F.Periodista: Margarita Ortega V.

Colaboradores Permanentes:Renato Vargas S.Cristian Masana P.Leonardo Gálvez H.

SUMARIO

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Los pavimentos de hormigón handestacado históricamente por susampl ias ventajas, como mayordurabilidad, estabilidad y un gran nivelde serviciabilidad frente a factorescomo el clima o el incremento en lascondiciones de tráfico y carga.

Sin embargo, pese a sus ventajasinnegables, no es el material de usopreferente en la pavimentación debidoa que se percibe como una solucióncara, basado en un análisis centradoen el costo de construcción más queen el ciclo de vida que ofrece y el bajonivel de mantención que requiere, dosfactores que en la comparación finalubican al hormigón como el máscompetitivo al momento de enfrentarla evaluación de un pavimento.

Todo esto ha llevado a que durante losúltimos años Chile haya perdido el

lugar de prestigio que alcanzó en losaños 80, donde llegó a levantarse comoun referente importante a nivel deinnovación y desarrollo tecnológico enel ámbito.

Durante ese tiempo, el país generóinformación que se utilizó luego paracrear nuevos métodos de diseño ybases de datos para la industriamundial, con un mercado donde cercadel 80% de las rutas importantes de lared vial del país eran de hormigón. Unescenar io muy d is t in to a l queenfrentamos hoy día, donde cerca del90% de la red interurbana pavimentadaes de asfalto.

Junto con esto, la realidad indica quela gran durabilidad que ofrecen lospavimentos de hormigón, que en basea metodologías tradic ionales yprácticas adecuadas es capaz de

duplicar la vida útil proyectada en eldiseño de los proyectos, le ha restadocompetitividad frente a otros materialesy ha terminado por afectar su uso.

Afortunadamente, durante los últimosaños la situación ha tendido a cambiar,motivada en parte por una mayorconsideración de la optimización delas metodologías de diseño, que–mediante análisis- las han hecho másrealistas con el desempeño de loshormigones en el tiempo, dismi-nuyendo de paso el costo de losdiseños. Junto con esto, en los últimosaños ha aumentado el uso y laaplicación de tecnología, mejorandosu competitividad económica frente amateriales alternativos. Tal es el casode los trenes pavimentadores pararutas urbanas.

También se han incorporado nuevasmetodologías de seguimiento – talescomo Pavement Evaluator y HDM-4 -para conocer el comportamiento de lospavimentos en el largo p lazo,permitiendo visualizar las ventajascomparativas entre distintos materiales.

Con todo esto, el desafío pasa ahorapor recuperar el antiguo estándartecnológico de la industria, camino queya estamos empezando recorrer, conuna serie de proyectos importantesque han optado por el hormigón, comolas rutas principales de alto tráfico delTransantiago y otros proyectos máspequeños, como el de PavimentosParticipativos que se incentiva en lascomunas, donde se ha registrado unasigni f icat iva preferencia por elhormigón, debido a que se valora supermanencia en el tiempo.

(*) Cristián Masana es Ingeniero Civil,encargado del Área Pavimentos del

ICH.

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UNA NUEVA ERA PARALOS PAVIMENTOS DEHORMIGÓN EN CHILEPor Cristian Masana P.*

EDITORIAL

Corredor Exclusivo Vicuña Mackena

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OBRA DESTACADA

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El uso de vigas prefabricadas en laampliación de la línea 5 del Metroresponde a la oportunidad deaprovechar las ventajas que ofreceuna industr ia cada vez másconsolidada en Chile, donde hayuna buena dotación de proveedoresy un buen nivel de conocimiento deesta tecnología aplicada, toda unaexperiencia que consolida grandesposibilidades para el desarrollo depuentes en Chi le , donde laextensión de la línea 5 del Metroestá utilizando este desarrollo. Asílo expl ica Alejandro Albertz,Ingeniero administrador de obrasde Tecsa.

La extensión de la Línea 5 del Metroviene a complementar la oferta detransporte público en el tramo que vadesde Quinta Normal a la Plaza deMaipú, beneficiando de paso a lascomunas de Pudahuel, Qta. Normal,Lo Prado y Maipú.

Se trata de una construcción, iniciadadurante el año 2008, que contemplala cons t rucc ión de un t ramosubterráneo de 10,3 kilómetros, connueve estaciones, cuyo túnel seextenderá bajo las avenidas SanPablo y Pajaritos. Esto, además deun viaducto elevado en el sector deTeniente Cruz y Pajaritos.

El tramo en viaducto corresponde aun tramo de 3,4 kilómetros, donde seinstalarán tres estaciones, LagunaSur, Las Parcelas y Monte Tabor,levantadas a lo largo de Teniente Cruzy el paradero 12 de Avenida Pajaritos.Específicamente, el viaducto corre alo largo de los bandejones centralesde Teniente Cruz y Pajaritos. Elviaducto fue concebido como unasolución técnica adoptada a raíz dela baja calidad del suelo para construirtúneles en este sector.

La presencia de losprefabricados

En varios de los tramos de las nuevasconstrucciones del Metro se hautilizado el sistema de dovelas, sinembargo, en el caso del viaducto dela extensión de la Línea 5 se optó portrabajar con vigas prefabricadas, nosólo por todas las ventajas asociadasa su manipulación e instalación, sinotambién porque la industria nacionalpermite construirlas con muy buenosestándares de calidad. “Lo que ocurrecon las dovelas, tecnología utilizadaen la línea 4 del Metro, es que existemucho menos proveedores quepueden desarrol lar e l proyecto–explica Albertz- y que una vezfinalizadas las construcciones, losequipos para el montaje de las mismas

se retira del país. Indudablemente, laexperiencia de las empresas quetrabajan con sistemas postensadosqueda en el país, tecnología que esde alta especialización; a diferenciade lo que ha pasado con losprefabricados, donde gracias a lostrabajos del Metro se ha ayudado afortalecer la industria de pretensadosen general”.

De esta forma, en la construcción delviaducto elevado se han utilizado 938vigas prefabricadas –entre cortas ylargas- principalmente de 28 metrosde largo y de entre 36 y 40 toneladas,donde las más largas han alcanzadolos 36 metros y 70 toneladas de peso.Esto es, 116 tramos de un gran puentede 3,4 kilómetros de largo, con unainstalación de 8 vigas en los tramosrectos y 9 en el sector de las curvas.Las estaciones son en base a estruc-turas metálicas que conforman losandenes adosados al v iaducto,complementado por un edificio “cajaescala”, ubicados en terrenos aleda-ños al viaducto, unidos a través de unpuente con los andenes.

En términos de la fabricación mismade las vigas para la obra, se estu-diaron dos alternativas. Estaba, poruna parte, la posibilidad de fabricarlasfuera de la obra y luego trasladarlas;y por otra, la de trasladar el sistema

Losa sobre vigas - Viaducto

y fabricarlas directamente en la obra.En Chile existen empresas capacesde ofrecer ambas alternativas, optan-do finalmente por fabricar las unidadesfuera de la obra. Cabe señalar que laestructura de pilares y capiteles, basede soporte para las vigas, se cons-truyó in situ.

En cuanto al montaje, el trabajo hasido relativamente rápido, a razón deun tramo al día, actividad que ha sidonecesario realizar durante la nochepara no entorpecer e l t ránsi tovehicular. “En este sentido -recuerdael ingeniero- estábamos muy expec-tantes de cómo sería la reacción dela comunidad con estos trabajos noc-turnos. Sin embargo, afortunadamenteel impacto se limitó al mínimo y losvecinos asumieron los trabajos conmuy buena disposición”.

Las ventajas de losprefabricados

Entre las principales ventajas delsistema de prefabricados, desde el

punto de vista de la construcciónaplicada al viaducto, destaca que esposible fabricar vigas, por ejemplo,de 28 metros de largo, con una únicainterferencia para la ciudad duranteel día de montaje, ya que no esnecesario alzaprimar estructuras desoporte que impedirían el tráfico devehículos. Es decir, se puede avanzaren tramos discretos sin interrumpir elnormal funcionamiento de la ciudad.De esta forma, se reduce sustan-cialmente la utilización de equipos enla obra misma. Se requiere solamentela utilización de grúas hidráulicas parael montaje, existiendo buenas alter-nativas en el mercado, pues en Chileexisten empresas que tienen unabuena dotación de estos equipos,contr ibuyendo además a poderrealizar la obra en plazos bastanteconvenientes.

Con todo esto, un tema en el que hayque poner especial atención, explicaAlbertz, es el que se relaciona con lainfraestructura vial para el traslado delos elementos prefabricados. “Laciudad de Santiago aún presentaimportantes deficiencias en cuanto aalternativas de rutas de acceso, loque dificulta mucho el traslado”. Parael caso del viaducto, la ruta de trasladofue bastante compleja desde lasplantas de prefabricados a la obra.

Junta de vigas - Viaducto

Faena de Hormigón - Viaducto

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Principalesinnovaciones

A nivel de innovaciones de diseño,destaca el proyecto en haber utilizadovigas pretensadas bajas con alasanchas, buscando la menor inter-ferencia visual en el entorno. Se tratade una mirada de ciudad, con cons-trucciones más amigables, donde enotras oportunidades suelen usarsevigas de tipo cajón, muy masificadasen los viaductos, caso en el cual serequiere el uso de moldajes yalzaprimados, cuya manipulacióninterfiere muchas veces con el tráficovehicular en las ciudades mientras seconstruye.

El proyecto mismo fue estudiadominuciosamente, verificando cada unode los detalles estructurales quepudiesen afectar posteriormente el

correcto servicio del futuro Metro,como por ejemplo, el cálculo decontraflechas de modo de que las

vigas, una vez montadas y construidaslas losas de rodado, el tren puedacorrer sobre superficies perfectamentealineadas. Para ello se determinaronadecuadamente la cantidad de cablesde pretensado, ubicación de losmismos dentro de la geometría de laviga y tensión de los cables, de modode obtener los comportamientosestructurales esperados.

Junto con esto, destaca el uso delpretensado mismo, una tecnología delarga data en Chile pero que, a juiciode Alejandro Albertz, aún está siendosubutilizada, perdiéndose la opor-tunidad de disfrutar de una serie deventajas para ejecutar proyectos,como plazos convenientes de eje-cución de obras, limpieza en la ope-ración misma, lo que permite obrascon un menor impacto ambiental.

Con todo, se espera que el tramoentre Quinta Normal y Pudahuel estéterminado en diciembre de 2009;mientras que el que va desdeP u d a h u e l a M a i p ú e n t r e e nfuncionamiento durante el últimotrimestre de 2010.

Faena de Hormigón - Viaducto

Pilares y capiteles - Viaducto

En su condición de país sísmico, Chileexige una gran responsabilidad sociala sus profesionales ligados al desa-rrollo del diseño estructural, donde unadebida actualización de los conoci-mientos y de la evolución de lasnormas es un elemento central. Así loexplica Fernando Yáñez, Director delIDIEM de la Universidad de Chile y

P r e s i d e n t e d e l aComisión de DiseñoEstructural.A esto se suma el

reciente lanzamiento de la nuevanorma de Hormigón Armado NCh430.Of 2008, la que trabaja en base amodificaciones de la americana ACI318, pero incorporando la experienciachilena en esta materia.

En atención a estos antecedentes, sediseñó el curso "Hormigón ArmadoBasado en Ejemplos, ACI 318 yNCh430", instancia organizada por laComisión de Diseño Estructural y elICH, que busca revisar la normativade forma práctica, sencilla y conaplicaciones y ejemplos reales, conespecial énfasis en los conceptos másusados del ACI 318-2008 aplicados ala edificación chilena.

La iniciativa, que partió el pasado 17de junio y finaliza el 19 de agosto,destaca por el gran interés que hagenerado entre ingenieros jóvenes, losque pueden verse muy beneficiados

con un curso de esta naturaleza “quebusca profundizar en conceptos queen la universidad se revisan de maneramucho más básica, cuando los futurosprofesionales aún no han tenido laexperiencia que luego les otorga lavida laboral”, explica Fernando Yáñez,el que junto a Patricio Bonelli y AlfonsoLarraín conforman el grupo dedestacados profesionales que dictanel curso.

Por su parte, José Allende, ingenierode Lagos y Asociados Civiles Ltda. ya lumno de l curso, destaca laimportancia de actividades de este tipo,que le permiten a los asistentes sabersi las cosas se están haciendo real-mente bien. “En el mundo de laingeniería hay una gran necesidad deconocimiento, principalmente a nivelestructural, y este tipo de instanciasson muy valoradas por el mercado.Además, se nota que la malla ha sidobien pensada y diseñada, por lo quelas expectativas que tenemos comoalumnos son las mejores”.

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ACTIVIDADES

CURSO SOBREHORMIGÓN ARMADO

En los últimos años, las cons-tructoras se están enfrentando cadavez con mayor frecuencia a proyec-tos donde el hormigonado masivoplantea un desafío interesante enrelación con la ejecución deestructuras monolíticas de hormigónestructural. Asociada a esta práctica,aparecen una serie de problemas

para abordar el uso del hormigón agran escala y para lograr un perfectodesempeño y resultado.

Atendiendo a las necesidades delsector y a las inquietudes quedespierta el tema, la Comisión deConstrucción en Hormigón y elInstituto del Cemento y del Hormigónde Chile están organizando el primer“Seminar io In te rnac iona l deHormigones Estructurales Masivos”,centrado en revisar la experiencianacional y estadounidense y, a partirde ésta, encontrar soluciones quemejoren su aplicación.

El encuentro se realizará el 21 y 22de jul io próximo, y entre susprincipales expositores contará conla presencia de Ramón Carrasquillo,Ingeniero Civil y PhD de la Univer-sidad de Cornell, en Estados Unidos.Por su parte, las exposicionesnacionales estarán a cargo dep ro fes iona les m iembros dedestacadas empresas constructoras,de inspección técnica y de inge-niería, que también aportarán consu experiencia con el f in deidentificar y exponer la problemáticaasociada a la utilización de losHormigones Masivos.

SEMINARIO INTERNACIONALHORMIGONES ESTRUCTURALES MASIVOS 21 Y 22 JULIO

Los pavimentos de hormigón sondurables en el tiempo, presentanmenos fal las y necesidades demantención, tienen un mejor compor-tamiento frente a cargas, tráfico y con-diciones climáticas. Sin embargo, pesea sus ventajas, a partir de los años 90su uso en Chile disminuyó considera-blemente, motivado en buena medidapor temas de precio, en un análisiscentrado principalmente en los costosiniciales. Esto, sin perjuicio de que lassoluciones en asfalto constituyen unaalternativa válida y su tecnologíatambién, la que ha ido mejorandosignificativamente a lo largo del tiempo,sobre todo con su aplicación en contra-tos de concesión, donde las empresasextranjeras han hecho un gran aporteen este sentido.

Respecto de los pavimentos de hor-migón, los más destacados se estánhaciendo actualmente en la décimosegunda y octava región, donde porun tema de clima y de calidad de lossuelos es recomendable trabajar conhormigón. Sin embargo, en el resto delpaís los pavimentos de hormigón notienen una presencia que se condigacon los beneficios que reportan.

Sin embargo, durante el último tiempoha empezado a aumentar su usogracias a la incorporación de mejorestecnologías y de una mirada que buscaoptimizar las metodologías de diseñopara hacer del hormigón un materialmás competit ivo. En esta línea,aparecen los llamados pavimentosdelgados y de losa corta, una tecno-

logía de construcción que tanto elLaboratorio Nacional de Vialidad delMOP como el ICH propenden hace unbuen tiempo.

Existe un primer antecedente dedemostraciones de pavimentosdelgados que hizo el ICH en laExpoHormigón 2005 con losas de 8centímetros de espesor y cortes dejuntas a 1,75 metros en ambasdirecciones, tras lo cual el LaboratorioNacional de Vialidad del MOP haseguido realizando una serie de otraspruebas en re lac ión con estatecnología.

Los pavimentos de hormigón tienenuna serie de ventajas que nos gustaríapoder masificar y la disminución de losespesores y del tamaño de las losaspareciera ser una muy buena alter-nativa para mejorar la competitividaddel hormigón.

De esta forma, destacan proyectosimportantes, como un tramo de pruebacon pavimento delgado de hormigónde 500 metros de largo en la décimosegunda región, solicitado por el MOP,al cual se le incorporó instrumental yque actualmente está siendo moni-toreado. El trabajo se terminó de ejecu-tar en febrero de este año y destacótanto por el rendimiento alcanzadocomo por la rapidez de la construcción,donde se utilizó tren pavimentador dela misma forma que en un pavimentode hormigón tradicional.

También cabe mencionar la repavimen-

tación de la ruta Cauquenes-Chancoen la séptima región, cerca de 17kilómetros que pronto van a entrar enlicitación, donde el MOP va a solicitarel tratamiento con asfalto, pero conpavimento de hormigón delgado comosolución alternativa. Esto, principal-mente por el alto tráfico de la ruta y lamala calidad del suelo, factores dondeel hormigón se comporta de muchomejor manera.

En Chile, aún no tenemos reportescontundentes sobre el comportamientode los pavimentos delgados, sinembargo, hace un tiempo tuve laoportunidad de conocer el trabajo quese ha hecho con esta tecnología enGuatemala, donde la autopista que vadesde la capital a la ciudad de Antigua,una arteria de seis pistas por lado, conalto tráfico, disminuyó el espesor delpavimento de hormigón, con excelentesresultados hasta ahora, considerandoincluso que se trata de suelos de muymala calidad en un clima de granhumedad.

En este contexto, destaca el trabajorealizado por el ICH y el proyecto quegestiona a través de INNOVA CORFO,para estudiar la metodología de diseñoAASHTO 2002 y buscar una mayoroptimización.

Los beneficios que traería al paísextender el uso de los pavimentos dehormigón son altos, pero para esto esnecesario incorporar nuevas tecno-logías y revisar los actuales costos delmaterial. En este sentido, valoramosel nivel de innovación que se ha obte-nido en el área, donde es fundamentalseguir realizando pruebas que permitanpreservar los avances alcanzados.

*Víctor Roco H. es Ingeniero Jefe delLaboratorio Nacional de Vialidad del

MOP

NUEVAS TENDENCIASEN PAVIMENTOS DEHORMIGÓNPor Víctor Roco*

VISIÓN

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EN PROFUNDIDAD

HORMIGÓNCOMPACTADO CON

RODILLO (HCR)SOLUCIÓN RÁPIDA, RESISTENTE

Y A BAJO COSTO

Presa Pangue - Gentileza manuforestal / Panoramio.com

El HCR nace como una alternativa parala construcción de presas, con unprimer antecedente en la reparaciónde estructuras que se hacían haciafines de los 70, como respuesta a losproblemas de fisuración del hormigóntradicional que se producían a causade las elevadas temperaturas queprovoca la hidratación del cemento.Luego, este método constructivo sefue perfeccionando para ser aplicadoen presas de tipo gravitacionales,donde la primera experiencia concretafue la presa de Wil low Creek,construida en 1982 en Oregón, EEUU,luego de lo cua l se expanderápidamente por todo el mundo.

La tecnología ingresa a Chile con lapresa Pangue, en los años 90, lo quesignificó un hito en la historia del HCR,constituyéndose en su tiempo en lamás alta del mundo -121 metros dealtura- construida en base a estatecnología. La segunda obra relevanteen el país construida con esta técnicade hormigón correspondió a la presaRalco –terminada en el año 2002- conun volumen total de HCR de 1,5millones de metros cúbicos y una alturade 155 metros.

Tecnología y aplicación

“El HCR es un hormigón muy seco, sinasentamiento de cono, transportado ycolocado con equipos comúnmenteutilizados para el movimiento de tierra,que f inalmente es compactadomediante el uso de rodillos vibratorios.Todo lo cual permite una rápidaejecución de las presas, reduciendo eltiempo de construcción y los costoscon respecto al hormigón tradicional”,explica Luis Uribe, Ingeniero Especia-lista en HCR de la Empresa deIngeniería INGENDESA, la queparticipó en la construcción de laspresas de Pangue y Ralco.

En términos de aplicación, la expe-riencia señala que lo mejor es hacerlo

en capas de 30 centímetros de espesorfinal, es decir, de 36 cm. de materialsuelto para luego compactarlas conrodillos vibratorios, generalmente dedoble tambor sobre 10 toneladas. Deesta forma, una parte del control decalidad se hace en función de la com-pactación y de su grado de densidad.“En las presas de HCR, explica Uribe,exigimos una densidad mínima del98,5% como grado de compactaciónpara las capas de la presa, lo queasegura una buena resistencia eimpermeabilización y se alcanzan lascualidades que exige el diseño,eminentemente relacionadas conresistencia a la tracción del hormigón”.

Para trabajar las juntas entre capas serealiza una limpieza, para lo que seutiliza agua y aire a presión como enun hormigón tradicional, para obteneruna buena pega y algo de resistenciaa la tracción.

En proyectos de sismicidad moderadasólo basta con aplicar mortero de juntaen tramos cortos junto a la cara aguasarriba –con un espesor de entre 0,5 y

1 centímetro- con el fin de asegurarla impermeabilidad.

Sin embargo, en proyectos ubicadosen sectores de alta sismicidad -comoes el caso de Pangue y Ralco- se debeaplica un mortero en toda la superficiede la junta, lo que permite una mejorcolocación y asegura la resistencia ala tracción. En un principio, en Pangue,se utilizó un hormigón de junta congravilla, pero luego se cambió amortero de junta para Ralco, con locual se obtuvieron mejores resultados.Este mortero también cumple la funciónde disminuir los problemas desegregación del HCR que se concen-tran en la zona inferior de las capasde hormigón colocadas.

¿Por qué usar HCR?

El HCR destaca porque al colocarsemuy seco, se puede disminuir elcemento y reemplazar un importanteporcentaje de éste por puzolana u otrotipo de adiciones (fyerach) o un fillerinerte. Esto abarata la mezcla yproduce una disminución importante

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Colocación del Hormigón para HCR - Gentileza Revista Bit

en la generación del calor de hidra-tación del hormigón, mejorando elcontrol de las fisuras en la estructura.

Ahora, en relación a la reducción delos plazos de ejecución, esto se lograpor la utilización de equipos pesadospara el transporte, colocación ycompactación del HCR, lo que disminu-ye tanto los tiempos como también lamano de obra requerida.

Por otra parte, las presas de HCR seconsideran en proyectos hidroeléctricosporque permiten simplificar las obrasde desviación de los ríos intervenidos,con el consiguiente ahorro en loscostos y en los tiempos de construcciónde los proyectos. “Lo anterior se debea que este tipo de presas permitesoportar crecidas que viertan por sobrela estructura durante la etapa deconstrucción, sin que se generen dañosy permitiendo retomar las faenas muyrápidamente, tal como ocurrió en elcaso de Ralco”, explica Uribe.

“El HCR se dosifica y mezcla de lamisma forma que un hormigónconvencional pero con muy poca agua,entregando una apariencia de gravashúmedas durante el transporte,descarga y compactac ión. Setransporta, coloca y compacta contécnicas asociadas a los terraplenes,con lo que se logran rendimientospropios de los movimientos de tierra,con dosis de cemento muy bajas,donde las mezclas alcanzan densi-dades mayores a las de un hormigónvibrado tradicionalmente”, explica porsu parte Luis Pinilla, miembro deld i rec to r io de l Ins t i tu to de laConstrucción.

Mitos y verdades

En Chile, la experiencia con las presasPangue y Ralco (ambas construidascon HCR), sumada a los avances enel resto del mundo, han permitido

concluir, por ejemplo, que el porcentajede reducción del costo disminuye alaumentar el volumen de la presa;además, que todas las mezcladorasde hormigón tradicional sirven parafabricarlo, incluso las pequeñasbetoneras, propias de pequeñasfaenas, y las mezcladoras y loscamiones revolvedores.

Junto con esto, la mezcla se puedetransportar en cualquier equipo detransporte de tierra, como pequeñasvolquetas, camiones tolva, cintastransportadoras, cargadores frontalesy canoas, entre otros. Mientras que sepuede compactar con equipos decualquier tamaño, como las placasvibratorias, los pisones manuales y losrodillos manuales y vibratorios lisos degran tamaño, explica Pinilla.

Ahora, en relación a la trabajabilidady las densidades del HCR, éstas sepueden controlar con equipos delaboratorio especiales de bajo costo,para grandes masas; y con los mismosequipos de control de densidades delos terraplenes para obras pequeñas.

Otras aplicaciones

EL HCR ha visto su mayor desarrolloen la construcción de presas, sin em-bargo, es completamente extrapolablea otra serie de obras, donde hace galade sus principales beneficios: reducciónde plazo y costos.

A juicio de Pinilla, “en toda obra dehormigón sin armar se puede emplearHCR con ventajas importantes”. Ejem-plos de esto, comenta el especialista,lo constituyen pruebas en construccio-nes de muro de contención de suelos,donde en un sector de unos 75 metrosde largo, de un camino que seconstruyó en la ladera de un cerro, serequirió de un terraplén apoyado enun muro de sostenimiento.

Para esto, se compararon dos siste-mas: uno de ellos en base a un diseñode muro tipo cantilever en hormigónarmado. El otro, un muro gravitacionalempleando hormigón rodillado. El murode HCR se ejecuta en forma simultá-nea, se compacta el HCR y el terraplénen la misma capa horizontal con losmismos equipos de compactación yaccesos para el terraplén. El resultado:

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Compactación del Hormigón (HCR) - Gentileza Revista Bit

los moldes para el HCR resultan máslivianos y se requieren sólo en una cara.Pero lo más significativo, con este sistemase termina el muro y el terraplén al mismotiempo, reduciendo de 55 a 28 días elplazo de construcción del conjunto, conuna significativa reducción de los costosfinales.

Otra experiencia interesante ha sido laaplicación de HCR para protecciones dedesbordes de presas, como una soluciónfrente a la necesidad de ampliar lacapacidad de los vertederos. De estaforma, su aplicación ha permitidoactualizar la utilización de vertederosescalonados -muy empleados hasta laprimera parte del siglo XX- los que secompatibilizan con los métodos decolocación y los moldes que se empleanpara la construcción de HCR. Paracaudales no muy elevados, es posibledisipar hasta un 85% de la energía,generando una reducción importante delas obras de protección o de disipaciónaguas abajo.

Con lo expuesto, Pinilla busca desvirtuarque el HCR sólo es ventajoso en laspresas, porque mientras menor volumenpresenta una obra de hormigón, mayoresson las ventajas del HCR en plazos ycostos. Esto, porque se pueden usar los

mismos equipos que para fabricarhormigón estándar o dimensionado paraobras pequeñas. Asimismo, para eltransporte se pueden ocupar desdecarretillas a grandes camiones tolvas.

Pavimentos de HCR

En Chile, se han hecho algunas pruebasen superficies para la industria forestal,donde se han pavimentado extensaszonas con hormigón rodillado, con laventaja que es posible entrar en serviciode inmediato, con rápida colocación ybuena resistencia al trabajo de loscargadores.

También se ha considerado para laconstrucción de caminos complejos parael acceso en zonas de bosques, dondelas forestales necesitan entrar con suscamiones y maquinaria. Además detúneles para tuberías y acueductos. Deesta forma, la experiencia indica el HCRpuede ser una buena metodología depavimentación provisoria, rápida y debajo costo.

“El HCR –explica Pinilla- se justifica ycuenta con gran aplicación en pavimentosindustriales para usos especiales, comolos que deben resistir la circulación de

maquinaria pesada. Por ejemplo, enEstados Unidos, gran parte del transportede carga se hace en ferrocarriles usandocontenedores. En las estaciones inter-modales se ocupan portacontenedorescon grandes neumáticos y cargas con-centradas. Se construyen pavimentoscon HCR de 60 cm de espesor y bajasexigencias de terminación debido a laescasa velocidad de los equipos quetransitan sobre ellos”.

Sin embargo, el empleo del HCR enpavimentos de calles y carreteras, queha sido ensayado en numerosasocasiones en todo el mundo y tambiénen nuestro país, no ha sido exitoso. Enrelación con el equipamiento, se registraneconomías marginales, puesto que loshormigones tradicionales usados enpavimentos también utilizan camionestolvas similares a los usados enmovimientos de tierra, junto con equipospara esparcir, compactar y terminar dealto rendimiento y relativamente baratos.De esta forma, no hay economías impor-tantes ni en el transporte ni en lacolocación, donde el ahorro en cementoes marginal, mientras que lasterminaciones, defectuosas, concluyePinilla.

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1. Colocación 15 cm HCR compactado con placavibratoria junto al molde.

2. Colocación saldo capa 30 cm HCR con sobreancho de 20 cm.

3. Colocación suelo relleno capa 30 cm.

4.Compactación: Placa junto al molde, saldo conrodillo vibratorio liso.

Muro Gravitacional HCRSecuencia de Construcción

sobre espesor

Luis Pinilla

Según el último informe anual del INE,apenas un 5% de las viviendas que seconstruyen en Chile lo hacen conhormigón armado. De este pequeñomercado, no existen estadísticasrespecto del porcentaje que aplicasistemas industrializados para suelaboración, sin embargo, la expe-riencia en terreno indica que la propor-ción es mínima.

El análisis salta a la vista, Chile seestá perdiendo la gran oportunidad demasificar el concepto de viviendaindustrializada en hormigón armado ysus beneficios: mayor rapidez de laconstrucción, menores costos y mayorcontrol sobre los mismos, simplificacióndel sistema constructivo, entre otros;además de todas las ventajas aso-

ciadas al uso del hormigón comomaterial.

El escenario se repite, en mayor omenor medida, en toda Latinoamérica,más grave aún, considerando el grandéficit de viviendas que aún subsisteen la región, el que según el ConsejoEconómico para América Latina(CEPAL) es de casi 40 millones deunidades y en aumento, donde secontabiliza desde la falta de stock hastala situación de las infraviviendas, conconstrucciones de escasa habitabili-dad. Un problema que la industrializa-ción en hormigón podría ayudar amejorar considerablemente.

¿Que está pasando en este ámbito enLatinoamérica?, ¿cómo podemos apro-vechar en Chile los avances que han

tenido en el área otros países de laregión?, y, principalmente, ¿cuálesson las barreras que impiden lamasificación de estos sistemas y quéhacer para superarlas?, un sin fin depreguntas que recientemente dieronpaso al primer “Seminario Internacionalde la Vivienda Industrializada enHormigón Armado” que se realiza enChile, actividad organizada por el ICH,cuyo objetivo central era abordar loselementos fundamentales para hacerrealidad este sistema en nuestro país.

Durante dos intensos días, una seriede especialistas chilenos y extranjerosde alto nivel se refirió a las implicanciasde este sistema, en temas tan varioscomo la historia de las viviendas dehormigón en Chile, habitabilidad de lasmismas, consideraciones estructurales,la experiencia latinoamericana en esteámbito, las claves para la construcciónmasiva de viviendas, optimización parala construcción de viviendas industria-lizadas, hormigones y moldajes parala vivienda industrializada, administra-ción para la industrialización, planifica-ción y costos, entre otros.

En Chile

El avance de la industrialización enChile no ha sido fácil -comentaSantiago Saitúa, Gerente General deNovatec- principalmente hoy, cuandola crisis económica ha disminuidoconsiderablemente el número deproyectos y el volumen de trabajo. Sinembargo, para el ejecutivo, este esprecisamente el mejor momento paraavanzar en estos temas, cuando las

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PRIMER SEMINARIO INTERNACIONALSOBRE VIVIENDA INDUSTRIALIZADA ENHORMIGÓN ARMADO - JUNIO 2009CONCLUSIONES Y DESAFÍOS PARA LATINOAMÉRICA

REPORTAJES

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empresas pueden destinar tiempo aencontrar nuevas formas para hacerlas cosas y donde la industrializaciónes una g ran opo r t un i dad dedesarrollo. “Los esfuerzos en Chileson incipientes, con muy pocasempresas interesadas en desarrollarestos temas, donde lo peor es queno hay conciencia de su importanciay sus beneficios. Hay mucho porhacer, crear una cultura y romperestas barreras”, comenta.

A juicio de Felipe Otoya -Presidentede Forsa S.A. de Colombia- laprincipal barrera para la industrializa-ción en Chile ha sido que la normativaes muy exigente, donde un muro dehormigón requiere de una grancantidad de armadura, todo muysuperior a lo que efectivamente senecesita. “Yo visito Chile desde elaño 2002 y durante todo este tiempome he encontrado con una verdaderabarrera en este sentido. Están losproveedores, está la necesidad, estáel interés de parte de las construc-toras, lo que falta es una mayorflexibilización de la normativa”.

Las barreras que se observan enChile están presentes también encasi todos los países de la región,principalmente asociadas a una faltade capacidad y de interés por lainnovación. “Latinoamérica tiene unaparticular resistencia al cambio, quehay que cambiar si se quiere seref iciente en cualquier orden decosas”.

Con todo, explica Narciso CastillejosDirector General de Innovación yDesarrollo y Asesor Corporativo dela Dirección del Grupo URBI deMéxico, “este seminario dio cuentadel interés que hay en Chile por estostemas, con experiencias destacadas,como lo que está haciendo la gentedel Grupo Novatec, con niveles defacturación incluso superiores a losde URBI en esta línea”.

Situación en Latinoamérica

Según estimaciones de Felipe Otoya,el 35% de las construcciones deviviendas que se realizan en Colombialo hacen en base a sistemas indus-trializados con moldajes; mientras queen Guatemala es cerca del 70%. Porsu parte, en Panamá y México cadavez es mayor el número de viviendasque se construyen con sistemasindustrializados; situación que se repi-te, aunque en menor medida, en el surde América, en países como Perú,Venezuela y Brasil.

“En Brasil podemos observar que eltema poco a poco empieza a cobrarimportancia, al punto que se estágenerando un verdadero boom por laconstrucción masiva y la industria-lización, principalmente motivada porla intención del gobierno de construirun millón de viviendas por año, dondela única forma de lograr este objetivoes en base a la industrialización conhormigón”, explica Otoya.

Junto con esto, señala que los resul-tados de la industrialización en el mun-

do han sido altamente exitosos."Hemos visto cómo las empresas quehan pasado de un sistema constructivotradicional de bloques a uno de moldajeno vuelve nunca más al pasado”.

Por su parte, para Narciso Castillejos,si se aplica un concepto estricto deindustrialización, el sistema aún esmuy incipiente en México, con sóloalgunas escasas iniciativas. Sinembargo, existen muchas empresasque están incorporando “sistemasrápidos”, lo cual es cercano a la indus-trialización, pero no lo es completa-mente. Lo que también se observa enMéxico es el sistema de viviendaprefabricada, pero en volúmenes muymenores. “La industrialización se rela-ciona con la fabricación de una vivien-da, entendiendo por esto la aplicaciónde un sistema de fábrica a partir deuna serie de procesos debidamenteplanificados, con resultados siempreconsistentes y una línea de producciónconstante”, explica.

Y ahora, ¿qué?

Para Luis Rodas -Director del GrupoMacro, una de las constructoras más

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importantes de Guatemala- una de lasprincipales barreras para la indus-trialización en Latinoamérica es quese trabaja en base a una serie deparadigmas que indican una únicamanera de hacer las cosas, que se haperpetuado en el tiempo, pero que nonecesariamente representa la mejormanera de hacerlas.

En la misma línea, los principalesproblemas de la región están asociadosa una falta de capacidad y de interéspor la innovación. “Latinoamérica tieneuna particular resistencia al cambio,que hay que cambiar si se quiere sereficiente en cualquier orden de cosas”.Por su parte, Salvador Jalife -Repre-sentante de la empresa de moldajesMeccano de México- comenta quedurante miles de años la construcciónha hecho las cosas prácticamente dela misma forma. El esquema se repiteen toda Latinoamérica, con cambioslentos y pausados. “En México, losprincipales cambios se han generadoen los últimos años. Sin embargo, hoydía, enfrentados a las necesidades queplantea la explosión demográfica y lacada vez mayor necesidad de nuevasviviendas, el mundo de la construcciónse está viendo obligado a desarrollarsistemas más eficientes”.

Así las cosas, todos los expositorescoincidieron en que para romper conestos paradigmas es fundamentalestablecer alianzas entre el sector

productivo y el Estado. Según NarcisoCastillejos, instancias como esteseminario permiten incentivar lacolaboración entre los distintos paísesde la región y estrechar lazos. “Se tratóde una actividad muy interesante yproductiva, que sin duda ayuda muchoa generar conciencia en que las cosasse pueden y se deben hacer de maneramás eficiente, sin que esto impliquegrandes niveles de inversión”.

A nivel de grandes conclusiones, elseminario permitió también poner ensu justa medida la importancia de lainversión. Para Felipe Otoya, lo funda-mental al momento de aplicar sistemasindustrializados es realizar una exhaus-tiva planificación de la obra y de losprocesos asociados a ella, donde sóloluego de esto es posible aplicar latecnología que realmente se necesitay realizar las inversiones. “La inversiónno es lo más importante y no deberíaser una limitante para hacer realidadestos conceptos en la construcción deviviendas”.

Como corolario a todas estas expo-siciones, Leonardo Gálvez, Encargadodel Área de Edificación del Instituto delCemento y del Hormigón de Chile (ICH),destaca el trabajo de promoción queestá realizando el Instituto en estalínea. En relación al seminario, señalaque en él “se abordaron gran parte delos temas fundamentales para convertirun proyecto tradicional en un conjunto

industrializado de viviendas”. Unaactividad donde un tema central fuedestacar el valor de la innovación y labúsqueda por más y mejores formasde hacer las cosas. “Muchas vecespara innovar no se deben hacercambios radicales, sino que se puedeempezar por pequeñas cosas, cosastan simples como estandarizar losanchos de los closet, estandarizaranchos de ventanas, medidas depuertas, etc.”

“En este seminario nos dimos cuentaque la industrialización es un conceptoque va mucho más al lá de lamaterialidad de la vivienda. La técnicademuestra que el estado del arte ofrecegrandes oportunidades para laindustrialización haciendo uso delhormigón, en armonía con un buensistema de moldajes y, por supuesto,respaldado por una sólida planificacióny logística del proyecto”, concluyeGálvez.

Foro Panel del Seminario

Leonardo Gálvez (ICH)

La Industria del Hormigón Premez-clado ofrece una amplia gama dehormigones, basados en una casiilimitada combinación de resistencia,cono, tamaño máximo del árido, yfracción defectuosa (F.D.). Sin em-bargo, como es lógico de esperaresta amplia oferta ha ido decantandoen una lista corta de hormigones quepodriamos llamar "Típicos". En laTabla 1 se pueden apreciar los Top10 para hormigones de Edificaciónen la Región Metropolitana, vemosque ellos dan cuenta de aproxi-madamente un 87% de los despa-chos, con una tendencia al aumento

de las resistencia promedio y concen-trados en variaciones de resistenciade 5 en 5 MPa, lo que se apreciamás claramente en la Tabla 2.

En los últimos años el hormigón H30ha desplazado al H25 como el másutilizado, mientras el hormigones H35gana terreno y el H20 sigue enretroceso, muestra de las crecientespresiones por optimizar el uso delhormigón en las estructuras a travésde elementos más esbeltos o a travésde plazos de contrucción cada vezmás breves.

Por otro lado, la fracción defectuosadominante es 10%, consecuente conlo establecido en la norma chilenade diseño de hormigón armado NCh430 y en ACI 318. Sin embargo, espreocupante que aún se esténutilizando homigones para edificaciónen hormigón armado con fraccióndefectuosa de 20%, lo que entérminos reales se traduce en unaresistencia del hormigón en laestructura menor a la supuesta enel diseño. Es de esperar que con ladifusión de la nueva norma Nch 430estos hormigones con F.D. distintoal 10% vayan desapareciendo.

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CIFRAS DEL HORMIGÓN

HORMIGONES TÍPICOSEN EDIFICACIÓN REGIÓN METROPOLITANA

Tabla 1: Hormigones Típicos en Edificación Region Metropolitana

Tabla 2: Resistencia Típica Tabla 3: Fracción Defectuosa Típica

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Hoy en día, como consecuencia del usode maquinarias cada vez más grandesy de mayor producción, se ha masificadoel uso industrial de los llamados“hormigones masivos”, los que en lapráctica, más allá de lo que especificanlas normas, alcanzan dimensiones de30 x 40 metros de área y de 2 a 5 metrosde profundidad, donde tambiénpodríamos hablar de masivos paradimensiones de 4 x 3 metros y 2,5 deprofundidad. Pero sin duda, son loselementos de mayor volumen los quegeneran también las mayores compli-caciones y necesidades de logística yplanificación, los cuales serán materiade este análisis.

En este sentido, durante el último tiempo,la ejecución de estructuras monolíticas(formadas por una sola pieza) de hormi-gón estructural masivo ha generado graninterés en el mundo de la construcciónindustrial, lo que a su vez plantea unaserie de interrogantes sobre la mejormanera de solucionar los problemasinherentes a su aplicación; las queformarán parte del próximo “SeminarioInternacional de Hormigones Estruc-turales Masivos” que organizan laComisión de Construcción en Hormigóny el ICH.

Con el fin de analizar el escenario actualde los hormigones masivos en Chile,cabe revisar qué está pasando a nivelde la oferta. En este sentido, podemosdecir que el conocimiento y la experienciaespecífica en relación al hormigónmasivo siguen en desarrollo, princi-palmente en relación a la logística yadministración, que son las grandessensibilidades de este material, dondela rigurosidad en el manejo y suministrodel mismo es lo más complicado deabordar. Esta necesidad de mayor

especialización se observa en cada unade las etapas, desde el diseño de lospresupuestos, que en muchas ocasionesno contempla el uso de hormigonesespeciales, una mayor dotación decamiones, capacidad de almacena-miento y dotación de agua, instanciaspara el enfriamiento y calentamiento delmaterial según sea el caso, aislación yprovisión adecuada de materiales, entreotra serie de factores.

En el ámbito tecnológico, los avancesen el último tiempo señalan que haymasivos que no se fisuran y otros queluego de fisurarse en las primeras horaslo siguen haciendo luego del primer año,con asentamientos diferenciados, lo queimplica que una estructura que erahorizontal no logre dar con el rendimientoesperado, pierda alineación y nadietenga una explicación. Este es el granpeligro y la preocupación de trabajar conmasivos.

Por su parte, la normativa indica que latemperatura que va ganando el hormigóna medida que se va endureciendo puedealcanzar alrededor de 70ºC y que ladiferencia entre el núcleo y la parteexterior no debería superar los 20ºC.Sin embargo, la experiencia entre losque han tomado mediciones indica quees común que se sobrepasen estoslímites. En nuestro caso, hemos logradomantenernos dentro de estos márgenes,pero a costa de un despliegue derecursos enormemente grande, que lequita competividad al material.

Tomando en cuenta todo lo anterior,existen una serie de teorías que buscanevitar los problemas tanto de logísticacomo tecnológicos asociados a laaplicación de hormigones estructuralesmasivos en base a estructuras monolí-

ticas. En este sentido, una de las queme parece más adecuada plantea laalternativa de trabajar de maneraparcelada, en etapas sucesivas, dondelos volúmenes de hormigón vienen a serde unos 200 o 300 metros cúbicos y node dos mil o cuatro mil. Con esto, selogra que el hormigón tome su retraccióny a los dos días posteriores se puedahormigonar la segunda etapa y asísucesivamente. Este sistema tiene laventaja que es posible rotar a los traba-jadores que están haciendo la armadurao el moldaje; y, lo más importante, querequiere de una logística mucho mássimple. Además, es posible cuidar demejor manera el intercambio de tempe-ratura entre el hormigón y el medio-ambiente, factor que genera los mayoresproblemas de fisuración.

Con todo, una barrera importante paraaplicar este sistema tiene que ver conuna industria que muchas veces exigeestructuras de hormigón monolíticas,hechas en una sola etapa, descartandola posibilidad de trabajar el hormigón envarias etapas, con elementos para puen-tes de adherencias que consideran elcorte y que pueden asegurar un monoli-tismo posterior, entre otras alternativas.Todo esto, por consideraciones de cál-culo que es necesario analizar con mayordetalle.

En definitiva, es necesario revisar unaserie de aspectos asociados a laaplicación de los hormigones masivoscon el fin de mejorar su comportamientoy resultados. En este sentido, esperamosque el Seminario Internacional deHormigones Estructurales Masivos queorganizamos sea la instancia ideal paraponer en discusión estos temas y apren-der de la experiencia estadounidense yde los avances que se han alcanzadotambién en Chile.

*Oscar Guarda es Jefe de la Unidad deInnovación Tecnológica de Sigdo

Koppers y miembro permanente de laComisión de Construcción en Hormigón.

COLUMNA DE OPINIÓN

HORMIGONESESTRUCTURALESMASIVOS EN CHILEPor Oscar Guarda*

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Un nuevo material de hormigóndesarrollado en la Universidad deMichigan se puede auto-repararcuando se producen grietas. No esnecesaria la intervención humana: sóloagua y dióxido de carbono.

Unos pocos días con lluvia seríansuficientes para reparar el daño en unpuente fabricado con la nuevasustancia, dicen los ingenieros. Laautorreparación es posible porque elmaterial está diseñado para doblarsey romperse en líneas angostas,comparables con un cabello, en lugarde romperse y dividirse causandoespacios grandes, que es la maneraen que se comporta en hormigóntradicional.

"Es como si usted tiene un pequeñocorte en su mano, el cuerpo es capazde curarse a sí mismo. Pero si ustedtiene una gran herida, su cuerponecesita ayuda y es posible quenecesite puntos de sutura. Hemoscreado un material que cruce grietastan pequeñas, que es capaz derepararse a sí mismo. Incluso si sesobrecarga, las grietas se mantienenpequeñas", dijo Víctor Li,, Profesor deIngeniería Civil y de Ciencias de losMateriales en Ingeniería.

En el laboratorio de Li, hay muestrasdel material auto reparado, que harecuperado casi toda o toda suresitencia original después de haberseextendido en un 3 por ciento de sutamaño original. Es como extender en3 cm. adicionales un material de 1 m.,una fuerza que es suficiente paradeformar el metal gravemente.

"Para nuestra feliz sorpresa hemosencontrado, que cuando se lo carganuevamente después de haberseautorreparado, se comporta comonuevo, con prácticamente la misma

rigidez y resistencia", dijo Li.

El material puede extenderse más deun 3 por ciento y sigue siendo seguro,aunque no necesariamente repararse.Los ingenieros descubrieron que lasgrietas deben mantenerse por debajode 150 micrónes, y preferiblementepor debajo de 50, para una reparacióncompleta. Para lograr esto, Li y suequipo mejoró el diseño del compuestoflexible de cemento, o ECC, que se hadesarrollado durante los últimos 15años. ECC se utiliza en proyectos enMichigan, Japón, Corea, Italia yAustralia.

Más f lex ib le que e l hormigóntradicional, el ECC actúa más como

metal que como vidrio. "El hormigónno reforzado se considera cerámico,o sea frágil y rígido ", dijo Li. Pero elECC se dobla sin romperse. Estáprotegido con ciertas fibras recubiertasque lo mantienen unido. El ECC semantiene intacto con seguridad cuandose estira hasta un 5 por ciento más desu tamaño inicial. Ni siquiera un granterremoto ejerce esa presión sobredicha estructura.

La anchura media del hormigón deauto reparación es inferior a 60micrómetros. Eso es aproximadamentela mitad del grosor de un cabellohumano. Su receta asegura de queabundante cemento en el hormigónexpuesto en las superficies de las

INTERNACIONAL

HORMIGÓN FLEXIBLEY AUTORREPARABLE

FUENTE: UNIVERSIDAD DE MICHIGANwww.umich.edu

grietas puede reaccionar con el aguay el dióxido de carbono del aire y formaruna fina cicatriz blanca de carbonatode calcio. El carbonato de calcio es uncompuesto sólido que se encuentra deforma natural en conchas marinas. Enel laboratorio, el material requiere entreuno y cinco ciclos de humedecimientoy secado para curar.

Para probar la autoreparación delhormigón, los investigadores utilizaronmediciones de resonancia paradeterminar la rigidez y la resistenciaantes y después de la inducción de lasgrietas. Estas pruebas enviaron ondassonoras a través del material paradetectar cambios en su estructura.

En la actualidad, los constructoresrefuerzan las estructuras de hormigónagrietadas con barras de acero paramantener su espesor tan pequeñocomo sea posible. Pero no siendo losuficientemente pequeñas como pararepararse. El hormigón de Li nonecesita el refuerzo externo de aceropara mantener las grietas apretadas ycon poco ancho.

El profesor dice que esta sustanciapuede hacer la infraestructura muchomás segura y duradera. Invirtiendo elproceso de desgaste típico y deterioroa un proceso de auto-reparación, y elhormigón podría reducir el costo y elimpacto en el medio ambiente de laelaboración de nuevas estructuras dehormigón.

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