FERROCEMENTO:dem’rrollo yaplicaciones*

y V. S. Gopaiaratnam**

RESUMEN

Este artículo explica de manem global las muchasaplicaciones del ferrocemento sometidas a prueba en lospaíses en desarrollo. La rama posible de los adelantosfuturos y las áreas de investigación han sido identificadasen su importante relación con la economía y el uso de losrecursos nacionales, particularmente en los países endesarrollo. Aunque el material tiene buenas perspectivaspam aplicaciones variadas, está todavía lel;os de que seuse en toda su capacidad.

SUMMAR Y

This paper comprehensively explains the manyapplicah~ons of ferrocement tried out in the developingcountries. Possible lines of füture developments andresearch areas have been identifìed with relevantreferentes to economics and use of national resourcesparticulary for the developing countries. It has beenconcluded that while the material has sound prospects forvaried applications, ir is far fiom being used to itsfullest potential.

‘Publicado originalmente en la revista The Intemational Joumal of Cement Composites, val. 1, núm. 4, diciembre de 1979.

**R.P. Pama, Director adjunto del Centro Internacional de Información del Ferrocemento, Instituto Asiático de Tecnología, Bangkok, Tailan-

dia. V.S. Gopalaratnam, Científico de Informática del IFIC/AIT. Bangkok, Tailandia.

1 7

Introducción

El Comité 549 sobre Ferrocemen-to del Ameritan Concrete Institute(ACI) ha formulado la definiciónde ferrocemento que resulta másaceptable y flexible, y que se pre-senta a continuación:

“El ferrocemento es un murodelgado de concreto reforzado, enel que por lo general se refuerzaun cemento hidráulico con capasde malla continua y de didmetrorelativamente pequeño. La mallapuede ser de material metdlicoo de otros materiales adecuados”.

Aunque se sabe que el ferroce-mento ha sido usado desde hacemás de cien años, ~610 en lasúltimas dos décadas ha adquiridola categoría de material versátilque tiene numerosas aplicacionesen la industr ia, la viv ienda, la agri-cultura y la pesca. Cuando unnuevo material se introduce almercado, existe una tendencia porparte de sus defensores a presen-tarlo como un material maravillo-so mejor que cualquier otro; peroexiste también una resistenciaimportante por parte de aquéllosque piensan que el uso de losmateriales ya existentes o tradicio-nales estd siendo amenazado. Elúnico camino racional para evaluarel material es buscar un punto devista equilibrado que permitaoptimizar la utilización de todoslos materiales disponibles. Conmucha frecuencia, los materialesnuevos deberán complementar alos materiales conocidos, en tantose realizan esfuerzos adicionalespara descubrir aplicaciones másnovedosas; algunas veces, la uniónde los viejos y los nuevos materia-les puede hacer posible lo que nose logra con cada uno separada-mente. Las siguientes secciones deeste artículo subrayan las aplica-ciones que puede tener el ferroce-mento y la posible línea a seguiren los adelantos futuros en suimportante relación con la econo-

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mía y el uso óptimo de los recur-sos nacionales, especialmente enlos países en desarrollo.

Apl icaciones

El ferrocemento en su estadoactual de desarrollo ha encontradoextensa aplicación en diferentescampos. Las principales aplicacio-nes del ferrocemento se encuentranen la construcción de barcos,techos y silos. Barcos de pescarastreadores, barcos de recreo,tanques de almacenamiento, ele-mentos de viviendas, e instalac¡@nes agrícolas e industriales debuena calidad se han construidocon ferrocemento, y el potencialde éste como un complementoviable para los materiales ya exis-tentes ha sido debidamente consi-derado. El informe’ del “Ad HocPanel sobre la utilización delferrocemento en los países endesarrollo” convocado por el Con-sejo de Ciencia y Tecnologíapara el Desarrollo Internacional(BOSTID) de la Academia Nacienal de Ciencia de los EstadosUnidos de América, mencionóaplicaciones potenciales del ferro-cemento, material adecuado espe-cialmente para los países endesarrollo. En los países desarro-llados, donde el costo de la manode obra es alto, los costos totalesde las estructuras de ferrocementopueden minimizarse ut i l izando ele-mentos prefabricados. El procesode prefabricación puede ser, posi-blemente, el mejor uso que puedadársele a este material.

Mientras que se presentan lasdiferentes aplicaciones del ferroce-mento, para propósitos de claridadsería mis metódico clasif icarlas enaplicaciones marinas y terrestres.Durante las primeras etapas dedesarrollo, el uso del ferrocementose restringía a la construcción debarcos y, por lo mismo, seríaconveniente hablar primero de lasaplicaciones marinas.

Aplicaciones marinas

Joseph Louis Lambot inventó elferrocemento en Francia en el año1848. El pequeño bote de remosque entonces construyó se encuen-tra ahora en un museo, en muybuenas condiciones. DespuCs hubopocos adelantos, hasta que PierLuigi Nervi empezó a experimen-tar con el ferrocemento para cons-truir embarcaciones durante laSegunda Guerra Mundial. En esemomento Nerv i demost ró lasventajas del material en la arqui-tectura y en otras estructurasterrestres. En la actualidad, seestán realizando trabajos conferrocemento en estructuras flo-tantes estacionarias. Aunque losdetalles de las aplicaciones dife-rentes a las presentadas en estasecci6n todavía no pueden aprove-charse, existen los suficientesindicios para creer que el ferroce-mento se ha utilizado en la cons-trucción de depósitos flotantes,flotadores de la marina, pequeñosdiques flotantes y balsas.

Construcción de botes. Botes deferrocemento se han construido yestán funcionando en países talescomo Bangladesh, China, Iñdia,Indonesia, Corea, Nueva Zelanda,Sri Lanka y Tailandia. Los tama-ños, tipos y números de los botesque se construyen en diferentespaíses se presentan en la tabla 1(actualizada con los datos que seencuentran disponibles en el Cen-tro Internacional de Informaci6nsobre Ferrocemento).

Al igual que cualquier otromaterial para construcción, elferrocemento tiene sus puntospositivos y negativos; por lo tanto,es importante que el material quese use en los botes, sea en númeroy tamaño tales que permitan resal-tar sus características. El ferroce-mento es un material relat ivamentepesado comparado con el plásticoreforzado con fibras y con lamadera (estos son los materiales

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FM. lr. Partcr prefabricadaa de ferrocemento para un nuevo bote IL) elaboran frenta a un boteque end ~JII proceso de curado (RepObllca Popular de ChInaI. N6tem la dspmnlbn bajo los cas-coa y los rieles utilizada cuando el bote terminado sa cambia da lugar.

que se’ emplean con mayor frecuencia en la fabricación de botes).La mayorla de los botes de madera con una longitud menor de 10m se construyen con una cubiertacuyo espesor es menor de 25 mm;para obtener el mismo peso conferrocemento, se tendrla que cons-truir un casco con un espesormenor de 8 mm. Aunque los botesde ferrocemento pequeños se hanconstruido con un casco de esteespesor, la resistencia al impactode tales cascos no es muy satisfaotoria para un bote de trabajo quese usa para la pesca, o bien, para eltransporte.3 En su estado actualde desarrollo el ferrocemento haprobado ser el material mis adacuado para botes que rebasen los10 m de longitud. Inclusive enestos tamaiios mayores un botede ferrocemento es más pesadoque un bote de madera, peropresenta una desventaja marginala velocidades moderadas. Paravelocidades menores el peso adi-cional de un bote de ferrwementono tiene mayor importancia; lossampanes de ferrocemento que seusan en China son buenos ejem-

plos de este tipo de embarcacibn.Los botes más grandes tienen unalongitud de 15 m con una capaci-dad de carga de 10 toneladas, auncuando no son mecinicos.

Los cascos de ferrocementoderivan gran parte de su resistenciade las partes curvas (cascos delga-

dos). La falta de especificacionesen el diseño, que preocupan a lamayorfa de los arquitectos navales,no es tan importante en las embar-caciones indlgenas. En los botesindlgenas, el casco, que permjteahorrar costos cuando se usaferrocemento, es todo lo impor-tante. A diferencia de lo anterior,los accesorios internos con frecuencia implican un alto porcenta-je del costo total en los botes alestilo oeste; por lo tanto, cualquierahorn> en el casco es Sb10 unapequeña parte del costo total. Losdiseños de embarcaciones indfge-nas son, de este modo, los máspropicios de transformar en botesde ferrocemento usando mano deobra disponible a bajo costo,supervisada por un técnico capa-citado. Esto se ilustra ampliamen-te con la convenión exitosa decuatro disefios locales en Bangla-desh como resultado de un progra-ma canadiense de ayuda. En lafigura 1 se muestran algunos de losbotes típicos que se usan en laregibn asidtica y del pacIf¡co.

Boyas y flotadores

Entre las aplicaciones marinas miisrecientes se encuentran las boyas

Fi(l. lb. Un casco casi tennlnedo ea girado wtlcnlmante blas Fiji).

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Tibhl.WtUckfuroernnnto aonsnuldosmAslayanlaraglfmklPaalftco

PdS Número de Dimensiones Tipos de botesbotes com de las botestruidos (ml

Bangladesh” 3 0 1 0 - 1 4 Transporte y pesca

China** 2,ooo 1 2 - 1 5 Transporte

Hong Kong 4 1 5 - 2 7 PeSCa

F i j i l l 1 0 - 1 5 Transporte y pesca

India” 9 5 1 2 PeSCa

I n d o n e s i a * * 2 0 lo-12 Da pesca y barcazas

Jap6n** 1 0 l ** c+*

C o r e a l l lo-25 Da pesca y barcazas

Malasia* 3 1 2 - 2 2 Transporte

Nueva Zelanda** 500 ,820 Deplacerydapasca

Filipinas 3 12-30 De pesca y de la armada

Islas Solomon 3 l ** PesCa

Sri Lanka 1 0 7 - 1 2 PesCa

T a i l a n d i a 30 5 - 2 4 Transporte y pesca

V i e t n a m 5 0 7 - 2 0 Transporte

l Cifras da 1978, todas las otras cifras son de 1974.

l * Calculado en 1974.

l *# Datos no disponibles

Númen, de talleresparn la constnlecidn de los botes

1

3 0

1

1

2

1

l **

1

2

1

1

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1

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de ferrocemento y los flotadores.Durante un programa de capacita-ción de cuatro meses para latecnologla del ferrocemento, real¡-zado en 1978 por el InstitutoAsiático de Tecnolog/a (AIT) deBangkok, Tailandia, para un grupode ingenieros indonesios, se llevó acabo la construcci6n de flotadoresde ferrocemento con formas rec-tangulares y cillndricas.

El flotador rectangular (figura 2)esti diseñado para que funcionecomo una estación flotante debombeo. Los espesores de sus

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paredes son de 25 mm, y sus di- flotar 0.35 m sobre el nivel delmensiones totales son las siguien- agua, las pruebas de flotacióntes: longitud 1.2 m, anchura 1.2 m, llevadas a cabo dieron buenosy altura 0.75 m. Está diseñado con resultados. Tales estructuras pueun núcleo hueco de forma cuadra- den ser útiles en pequeños proyec-da, ubicado en el sentido de su tos de abastecimiento de agua enaltura y que sirve para acomodar áreas rurales de los parses en desa-el tubo de succibn o de entrada. rrollo, especialmente donde elLa bomba debe instalarse en la agua se obtiene de rfos fangosos.parte mis alta de la abertura cua-drada. Sin la bomba y otras ins- El flotador cilíndrico tiene untalaciones el flotadortpesa 580 kg didmetro de 0.9 m y una longitudy tiene un costo estimado de 190 de 6 m, y esti diseñado con termi-dblares norteamericanos (cifras nales hemisféricas (figura 3). Puedeobtenidas en Tailandia en 1978); utilizarse como puente flotantecon una carga de 200 kg, puede junto con unidades similares (dos

Flg. lc. Un bote macanlzado da ferrocemen-

to de ll .6 m da longitud destinado a le peerca (la India).

flotadores cil Indricos colocadosuno junto al otro con sus ejes mislargos paralelos entre sl y conplacas de madera sobre ellos a finde formar el camino); puedesoportar una carga equivalente ala de los caminos Kelas IIIA (ClaseIIIA) que existen en Indonesia. Elpeso de una de estas unidades esaproximadamente de 510 kg y sucosto estimado es de 165 dólaresnorteamericanos (cifras obtenidasen Tailandia en 1978). Para que lacolocacibn de las tablas sobre lospontones sea más fácil, es conve-niente cepillar la parte superior ycolocar pernos de seguridad mien-tras se fabrica la jaula de acero queservirá como armazón. Los ganchosque se encuentran en las termina-les hemisféricas facilitan. la conexión de los flotadores en serie, obien, ayudan a transportarlos a susitio. Aun sin el uso de aditivosen el mortero 0 sin ningdn recu-brimiento en la superficie, elflotador resistib exitosamente laspruebas de flotacibn.

Del mismo modo se ha tenidoéxito con boyas cilfndricas simi-lares (figura 4), que se utilizan enel Departamento de Acuaculturadel Centro ‘de Desarrollo de Pescade Asia Sudoriental ubicado en lasFilipinas, elaboradas para un sis-tema de flotación usado en elcultivo de mejillones verdes (My-tilus Smaragdinus).d

Cajas flotantes

Debido a las desfavorables condi-ciones de construccibn y a laslimitaciones en el presupuestopara el proyecto del rompeolas dela bahla de pesca Hsin-Kang enTaiwán, se fabricaron parcialmen-te con ferrocemento cajas flotan-tes para el rompeolas de tipocompuesto.5 Las cajas de 10 m delongitud, 12 m de ancho y 6.7 mde altura, se construyeron con unapared lateral doble de concretoreforzado y ferrocemento; laspartes de ferrocemento y la basede concreto reforzado estabanprotegidas por una cubierta corru-gada de ferrocemento en la super-ficie inferior (figura 5). El corru-gado incrementb el coeficiente defriccibn de las cajas con el pisode piedras y la anchura de la caja

consecuentemente pudo reducirsebastante. El peso de una de estascajas era del 40 % solamente delpeso de una caja de concretoreforzado; como resultado de ello,los gastos de las instalaciones delanzamiento también se redujeronproporcionalmente, disminuyendoa su vez el costo total del proyecto.

Despu& de esta experiencia, lamayorfa de los paks en vfas dedesarrollo podrdn continuar estu-diando la posibilidad de usarcajas flotantes de ferrocementopara proyectos de rompeolas enpuertos o bahlas de pesca depequeñas dimensiones.

Apl icaciones terrestres

El término “aplicaciones terres-tres” comprende un amplio rangode usos del ferrocemento, del quesdlo se excluyen los usos marfti-mos explicados anteriormente. Bd-sicamente, estas aplicaciones pue-den clasificarse en tres grandesgrupos: vivienda, industria, y agri-cultura y pesca, Mientras quemuchas aplicaciones han evoluci~nado hasta alcanzar un estadocomplejo donde la pn>duccibn

Fil. ld. Un barco de pea do farroawna nto da 16 m da longitud construido en Tallandla conayuda da la FAO.

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Fig. 2. Prueba de flotaciõn de un flotador rectangular. Instituto AsMico de Tecnologfa.

comercial es viable técnica y Viviendo. El ferrocemento es eleconbmicamente, existen otras material ideal para la construcciónque bien merecen analizarse. de viviendas debido a su costo

En 1974 se cred en Filipinas unsistema modular para vivienda de

relativamente bajo, a su durabili-dad y a su resistencia al intemperismo. Además su versatilidad,aunada al hecho de que la cons-truccibn con ferrocemento norequiere equipo complicado 0mano de obra especializada, incre-menta su utilidad, para producirelementos esenciales en la con+trucción de viviendas. A diferenciade la mayorla de los materialestradicionales, el ferrocemento pue-de ser fácilmente moldeado enforma de domo, de bóveda ocomo superficies planas o deforma libre, o hasta formas extrui-das. En investigaciones mds recien-tes se ha informado que el moldea-do, estampado, doblado y coladopor vibración también puedenaplicarse de manera satisfactoriaal ferrocemento.

Elmmcl6n lateral del whde r6FIJerzol

&cl&I tranwmd do los anillos

sln diafragmseccm tnwraIaneImrteA-A

(rejilla de dlafngma)5

RI: L Datmlla dr dU6IZO del Radar CllmdrICO.

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Fig. 4. Boyes cilfndricas para un sistema de flotacibn usado en el cultivo de mejillones verdes,ideado por al Centro da Desarrollo da la Pesca de Asia Sudoriental. Fillpinas.

bajo costo con ferrocemento; 01sistema de techado, que consta deun ensamblaje modular, se montajunto con piezas similares a l,as quese utilizan para construir un refu-gio. En 1977, Arobindo Ashram,de la India, construyó un techo debajo costo con ferrocemento enforma de curva catenaria (figura 7)para un conjunto habitacional enOrissa. La Dome Construction(Auckland) Ltd. de Nueva Zelandaha construido edificios para vivien-das en forma de domos. Los do-mos, que tienen un tamaño pro-medio, cubren un área de piso de90 m2 y pueden ser colados enobra o prefabricados; del mismomodo se han construido domoscuadrados de poca altura paraviviendas de bajo costo en Méxicoy se han obtenido buenos resulta-dos. El comportamiento estructu-ral de estas casas, que se construyensin ayuda externa, ha resultadomuy satisfactorio, y los costosmuy económicos. Las hojas corru-gadas de ferrocemento para techose sugieren como una posibilidadpara reemplazar las Idminas deasbesto que se usan tradicional-mente. Las láminas de ferroce-mento se idearon y se patentaron

en Sri Lanka a principios de 1960.Naaman y Shah hicieron investi-gaciones sobre tableros similares6y observaron que, en 1976, éstoseran competitivos en cuanto alcosto en los Estados Unidos, yque su comportamiento fue mar-cadamente superior. La investiga-cibn sobre tableros para techo enplacas plegadizas de ferrocemento

llevada a cabo en el AIT7 probóque tales elementos que medranmis de 5 m podfan sustituir a lostejados para cobertizos de auto-mbviles elaborados con asbesto(figura 8). Para un tablero deferrocemento con un precio simi-lar, se observb que la capacidadportante de carga era del doblede la que tiene un tablero deasbesto. En la actualidad, el Wcodemérito de los techos de ferroce-mento prefabricados es su pesocomparado con el de los techos deasbesto; como consecuencia, loscostos de transporte y colocaciónsuelen ser más elevados. La inves-tigación también ha progresado alpromover el uso de elementosde ferrocemento con formas ondu-ladas para techos y tableros demuros8 gg, tableros dobles paramuros y losas de piso.6 Haynes yGuthrie’o investigaron varias for-mas de tableros de ferrocementopara construccidn y pudieronobservar que estos eran estructu-ralmente fuertes en la flexión. Elrango de aplicaciones de talestableros como muros, pisos, techos, vigas y columnas, y formastemporales y permanentes deconcreto, es muy amplio. La

Fig. 5. Ereccl6n de un cajbn compuesto utilizando placas prefabricadas de ferrocemento,RepClblica Popular de China.

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Fle. 6. Residencia del o4is~o Lliaan construida con elementos modulares da ferrocemento para~-- -el techo, Fiiipinas.

Majima Company Ltd. de Japbnproduce, a nivel comercial, losetasde ferrocemento con un espesorde 12.5 mm y un acabado en laparte superior parecido al marfil.Estas losetas pueden ordenarsepor pedido con un tamaño de1 m x 2 m, y se recomiendan tan-to para muros como para pisos.

Además de los. elementos integrales para vivienda descritos ante-riormente, el ferrocemento tam-bién se ha usado con buenosresultados en la construcción deelementos auxiliares como lostinacos para agua, pavimentospara jardIn, fosas sépticas, insta-laciones sanitarias y revestimientosinteriores para albercas. En NuevaZelanda los tinacos prefabricadoshan tenido gran demanda para elalmacenamiento de agua en lasgranjas. Se pueden conseguir tina-cos con una capacidad de 757 a18925 litros; además se ha obser-vado que los tinacos pequeñoscuestan lo mismo que los tinacosconstruidos con otros materiales,pero los costos de almacenamientopor litro disminuyen rápidamentecuando se utilizan tinacos demayores dimensiones.

El Centro de Investigación scbre Ingenierfa Estructural locali-zado en Roorke,. India, ideó un

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procedimiento de colado intensivosemimecanizado, para fabricar tina-cos cilIndr¡cos con capacidadhasta de 2,500 litros. Estostinacos se fabrican hoy d fa a escalacomercial en la India y son muypopulares como recipientes dealmacenamiento para rascacielos.Los detalles del procedimientode colado se presentan en lasección de ap!icaciones agr(colas.

Fosas sépticas elfpticas y rec-tangulares se han instalado *enNueva Zelanda y en Indonesiarespectivamente. Las dimensionesde la fosa pueden elegine deacuerdo con las necesidades detoda una comunidad rural o de una

región en desarrollo donde se sabeque las condiciones sanitarias sonmuy deficientes. Estas fosas sépti-cas se han construido reciente-mente en Sulawesi del Sur, Indo-nesia, mediante el sistema deautoconstrucción.

En las cdpsulas de servicio quecontienen un abastecimiento deagua entubada y la eliminacibn deaguas negras, las fosas sépticas in-tegrales, fosas impermeables paraletrinas, lavabos y tinas fueronfabricados e instalados con éxitopor las Autoridades de la Viviendade las Islas Solomon en 1971. Seha informado que estas cápsulasde servicios se han vuelto hoy endra bastante popu1ares.l l

Industria. A diferencia de la vi-vienda, donde las cargas conside-radas para diseñar los diversoselementos son nominales, los elementos que se utilizan en la indus-tria estdn sujetos a cargas estáticasmds pesadas además de frecuentescargas de impacto y dindmicas. Esen este aspecto donde se aprove-chan mejor las propiedades superiores del ferrocemento. Comoresultado del acero de refuerzofinamente repartido, se ha obser-vado que el ferrocemento secomporta como un material ddctil

Wg. 7. Tacho de farrocemento en forma de curva catenaria para una colonia de mineros enOrissa. India.

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homogéneo; consecuentemente, suresistencia al impacto y a la fatigaes más alta, comparada con la quetiene un elemento de concretoreforzado equivalente. Aunqueexisten muchos usos potencialespara el ferrocemento como cubier-tas para pozos entubados, tanquesde sedimentación y estanques deoxidación, sólo las aplicacionesque se enlistan a continuación hansido fomentadas o desarrolladas enbuena escala.

El rango de las aplicacionesefectivas del ferrocemento se haampliado en gran medida debidoa las técnicas de produccibn enserie desarrolladas en la URSS.1 2Los elementos para el techadoindustrial y para otros edificiospúblicos pueden ahora fabricarseperfeccionando las normas quetales estructuras demandan. Laforma del refuerzo se logra conla ayuda de prensas de troquelautomáticas, y la malla de alam-bre que cubre este armazón derefuerzo se roela con un aislantepolrmero que protege el elementocontra la corrosibn. Este procedi-miento, ademds de que incrementala durabilidad, disminuye los re-querimientos de mantenimiento aun mfnimo necesario, haciendoa este material especialmente ade-cuado para edificios industriales.

Aplicando las tdcnicas mds nue-vas como el moldeado, doblado ycolado por vibración se han fabri-cado y colocado estos elementosabovedados sobre las dos estac¡*nes del metro de Leningrado, salasde deportes y de exhibición, uni-dades industriales y grandes cober-tizos para guardar productos agrf-colas. El comportamiento de taleselementos ha sido muy favorableinclusive en claros de más de 20 m.

Otro diseño de intet-6 es eltecho de una sala para diversospropbsitos con claros de 24 m;elementos piramidales fabricados

Fii. 8. Prueba de un elemento plegedlzo de ferrwemento para techo, Instituto TecnoMgico deAda.

en vibromoldes dobles de metal,con mortero de cemento vaciadoa través del vértice de las piami-des, y vapor para el tratamientotérmico del molde inferior, cubrenesta construccibn. Las flexionesque se observaron en este tipo detecho fueron muy pequeñas; ademds, la impermeabilidad de estasbóvedas, la cual fue lograda conun mastique especial ha mejoradoconsiderablemente el aislamientodel calor (figura 9).

Aunque no existe informacibnpublicada de que se hayan usadotubos de ferrocemento, una inves-tigación llevada a cabo en el AlTI 3muestra que esos tubos tienenpropiedades superiores cuando seles compara con tubos equivalen-tes de concreto reforzado. Untubo de ferrocemento con lamisma capacidad de carga, pesa lamitad, tiene una mayor resistenciaa las cargas dinbmicas y de impac-to, un mejor mecanismo paradetener las grietas, y cuesta lomismo que un tubo de concretoreforzado. Si se adopta la técnicadesarrollada para el colado semi-mecanizado de unidades cilfndri-cas (que se describe en el siguienteincisosobre aplicaciones agrfcolas),o si se hacen girar estas unidades,los costos de producción se redu-cirfan, además de que se mejorarla

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el control del espesor, por lo quevale la pena que sea investigado.

La Administración Nacional Ae-ronbutica y Espacial de los Esta-dos Unidos ha considerado laposibilidad de usar ferrocementoen la construccibn de un túnel deviento.14 En el informe de esteestudio, publicado en 1972, seinforma que es posible usar elferrocemento para recubrir lassuperficies de la cubierta y delcasco, tanto desde el punto devista de construcción como delde la economfa. Aunque se rea-lizaron pruebas rigurosas para laspropiedades mecánicas de estoselementos, especialmente para suuso en la sección de impulso deltúnel, no existen indicios de querealmente se hubiera fabricadopara usarse en gran escala. Unestudio más completo sobre lafabricación automatizada de estoselementos puede dar mayor acep-tación a estructuras tan complejas.

Vigas cajón de ferrocemento sehan utilizado en Sri Lanka comosustitutivo de las trabes de aceroutilizadas en grúas viajeras de grancapacidad.’ 5 Los conductos para elmanejo de materiales y otros sis-temas de transporte similares sonotros elementos en los que sepueden aprovechar las propiedades

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Fig. 9. Elementos piramidales del tacho de una sala para diversos propbsitos en la URS, enel momento de ser transportados a su sitio.

de resistencia a la abrasibn quetiene el ferrocemento.

en distintas partes del mundo pro-porcionan una estructura herméti-camente sellada para el almacena-miento de granos alimenticios.1 6En la India se han elaborado

tapas de registro y recubrimientosde pozos de visita con ferrocemen-to. Estos serfan los sustitutivosideales para las tapas de hierronormales, y los mis económicospara los recubrimientos de con-creto reforzado.

En Etiopla se acostumbra alma-cenar los granos alimenticios enhoyos subterráneos recubiertoscon ferrocemento. El recubrimien-to para un silo con una capacidadde 1 tonelada cuesta aproximada-mente 20.5 dblares norteamerica-nos (cifras obtenidas en Etiopíaen 1972), y proporciona unmétodo m& cientlfico de almace-namiento cuando se compara conlos hoyos que tienen recubrimien-to tradicional del cemento.

Muros de cortante construidoscon elementos de ferrocementoque tambi6n sirven como toldosse han usado con éxito en edificiosaltos en Nueva Zelanda. Tanquesde agua, como recipientes indus-triales de almacenamiento, se hanutilizado con mucha frecuencia endiferentes partes del mundo, comose señal6 en el apartado correspon-diente a la vivienda.

Agricultum y pesca. Uno de I osusos más predominantes del ferro-cemento en la agricultura ha sidoen la construcción de silos para elalmacenamiento de granos. En elproceso de su evolucibn, se haobservado que los cuatro tipos desilos de ferrocemento utilizados

La Agencia Danesa para el Desa-rrollo Internacional (DANIDA)patrocinb un proyecto por mediodel cual se transformb la tradicio-nal barda de madera llamadarumbu (en Nigeria) en un silo deferrocemento para almacenamien-to de granos. Este diseño, querecibib el nombre de Ferrumbu,fue el resultado de la inspiracióna partir del Rumbu y de la necesi-dad de utilizar los materiales delos indfgenas tanto como fuera

posible. Importante de señalar esel hecho de que el Ferrumbuevita el uso del armazbn de acerode refuerzo, mientras que serecomienda el uso de tallos desorgo para dar la forma bdsicaa las capas de la malla.

El silo de forma cbnica desarro-llado por el AIT se construyesobre un montfculo de tierracompacto, y se pudo observarque la estructura dio buenosresultados durante un periodode prueba de almacenamientode 4 años. En varias partes deTailandia se han construido silosde hasta 5 toneladas de capacidad;sin embargo, se ha informado quedebido a la falta de fondos el pro.grama de promocibn ha falladohasta ahora en transferir, demanera efectiva, esta tecnologlaa los medios rurales.

En contraste con los tres disños anteriores tan útiles, los siloscil fndricos prefabricados desarro-llados por el Centro de Investiga-ción e Ingenierla Estructural deRoorkee, India, han sido eficaz-mente comercializados. Estos silosson montados en la obra utilizan-do piezas prefabricadas: losas debase de concreto reforzado, muro’cil Indico de ferrocemento, techode ferrocemento con forma dedomo, y tapas de entrada y salida.En el centro de investigación seha desarrollado un procedimientosemimecanizado para colar laspiezas de muro. El equipo (figura10) para el colado del muro consis-te en un molde plegable cilfndricode madera que descansa sobre dosmarcos “A”, y un carrete quealimenta la malla de alambre du-rante el colado. El procedimientode colado se puede dividir en lossiguientes pasos:

a) El rollo de malla de alambrepara la unidad del muro semonta sobre el carrete “A”,y el rollo que se usard paa

28 REVISTA IMCYC, VOL. 20, NUM. 141/ ENERO / lDt13

la parte del anillo se colocasobre el carrete “B”.

b) El molde para colar la unidadcilfndrica se monta en el SCPporte número 2, y la malla dealambre es inicialmente fijadaen el molde cilfndrico.

c) El molde cilIndrico se girahacia adelante como lo mues-tra la flecha en la figura 10,para que la malla se enrolle

en el molde. Cuando unaparte suficiente de malla seha enrollado en el molde, sedetiene el giro y se aplicaso6re esta parte una mezclade cemento-mortero con pro-porcibn de 1:2 (incluyendoal@n impermeabilizante sies nece,+rio).

d) En la tiltima capa la malla dealambre se corta del rodillo

con una longitud adicional yse tija en las capas interioresde la ‘malla que ya esti enposición. La superficie setermina con mortero de ce-mento para conservar elrecubrimiento apropiado pa-ra el refuerzo.

e) Después de 24 horas se retiradel equipo el molde juntocon lo colado y se desmoldala unidad de muro. A t%ta se

Rollo da mlla dr alambre pan elrefuerzo pindpal

Rollo de malla de alambm del

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Angula de conexit5n

Y VIA

fJnm&laviQaalnrl~Elwacibn

Malla de dambm~

le aplica una capa de acabadode mortero de cemento en lasuperficie interior y se cutacon agua durante 14 dfasantes de utilizarla en el mon-taje del silo.

Los elementos prefabricados seensamblan en la obra llenando t*das las juntas con una mezcla ricade mortero y cemento. Estossilos se han sometido a pruebabajo diversas condiciones de cargaa largo plazo, y los resultadosobtenidos son muy alentadores.Al principio de este articulo sesugirid una técnica de construc-cibn similar adecuada para tinacosy tubos para agua.

En el centro de investigaciónmencionado también se han pro-bado con buenos resultados reci-pientes para biog& (figura ll). Lacolocacibn de estos recipientes hasido realizada por el Centro parauna planta comunal de biogis enHyderabad, India.

En la URSS se han utilizadocubas de ferrocemento para alma-cenar vino, mismas que en laIndia se han destinado al ensilajede pescado. Por otra parte, en lasFilipinas se han utilizado tanquesde ferrocemento destinados a lacrla de camarón.’ 7

La investigacibn realizada por elAIT ha demostrado que los recu-brimientos de ferrocemento que seaplican en los canales para proyec-tos de irrigacibn son más económi-cos si se comparan con los de con-creto reforzado tradicionakl 8En la URSS se construyen en serie,como unidades prefabricadas deferrocemento, acueductos eleva-dos con un espesor de paredes de20 mm y hasta 8 m de longitud.

Desarrollo previsto para el futuro

Mientras que en la sección anteriorse trataron casi todas las aplicaciones conocidas del ferrocemento,

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Fil. ll. ñecipientes de ferrommanto para plantas da bio@s elaborados por el Centro de Invest$acibn de Inganierfa Estructural . Roorkaa. India.

ademds de presentar algunos otrostrabajos de investigación que atines necesario probar en la práctica,en esta seccibn se expondrdn algu-nas de las prácticas más novedosas,útiles potencialmente, pero quetodavla no han recibido el recenocimiento debido.

Ferrocemento fibroso

En Malasia19 se han aplicadodiversas técnicas nuevas en la cons-trucción de remolcadores de 22 mde longitud para el acarreo detroncos (figura 12). En este casono se usa la forma tradicional demalla de ferrocemento, sino quese sustituye por una sola capa dealambre de calibre 10 y gran resis-tencia a la tensión cubierto conmortero fibroso. El resultado,afirma D. J. Alexander, quieninventó el ferrocemento fibroso,es un material mucho mis resis-tente a la flexión y a la perfora-cibn que la malla, y también misbarato. La ptictica normal deemplastar el mortero en la mallade alambre y después, aplanar lasuperficie, ha sido reemplazadapor la técnica de vibrar el morterofibroso desde el interior de laembarcacibn contra tablas delga-

das de triplay que se retiran des-pués de 12 a 20 horas. Esta técni-ca de moldeo externo es econbmi-ca, sobre todo cuando se trata deembarcaciones más grandes. Unpostensado parcial aplicado en lasuperficie, en su rango de trabaja-bilidad, produce el efecto deendurecer el ferrocemento fibrososin reducir su resistencia al impac-to (a diferencia de lo que sucedecon el ferrocemento reforzado conmalla tradicional). No obstante,son necesarias investigaciones pos-teriores acerca de esta técnica taninteresante, para saber si la mezclade cemento reforzado con fibray ferrocemento realmente dacomo resultado un material conpropiedades superiores a las quetiene cada uno de sus componen-tes por separado.

TCcnica de laminado

La Fibersteel International Com-pany ha desarrollado y patentadoun proceso de laminado20 queincrementa la durabilidad, el aca-bado, el control del espesor, laresistencia al impacto y la resis-tencia al agrietamiento del ferro-cemento. Aunque se ha compro-bado que el laminado mejora las

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propiedades de los materiales tra-dicionales, la aplicación de estatécnica en la consttuccibn deestructuras de ferrocemento hasido restringida principalmente ala construcción de botes. Aplica-ciones posibles más diversificadasde esta técnica apoyarfan sin dudaestas afirmaciones.

Mecanizacibn

Aunque es muy comdn la ideaequivocada de que la mecaniza-cibn no es conveniente para lascondiciones que prevalecen en unpaís en desarrollo, se ha hechomuy poco esfuerzo para borraresta creencia. La mecanización,particularmente en la tecnologCadel ferrocemento, no significanecesariamente el uso de maqui-naria complicada; en muchospakes como la India, NuevaZelanda, Israel y la URSS se hanmodificado pequeñas herramientasmanuales para darles un uso efec-tivo en las construcciones deferrocemento. Las técnicas de fa-bricacibn tales como el moldeado,colado y doblado por vibraciónpueden adoptarse de una maneraflexible para obtener un mejorcontrol de calidad de los elemen-tos que se fabriquen, mientras quese conserva el aspecto intensivo dela mano de obra en las construc-ciones de ferrocemento. Sin lugara dudas esto llevar& a una mayoraceptación del material en unmercado de materiales para cons-truccibn altamente competitivo.

Construccibn compuesta

En muchos casos se ha observadoque la construcción compuesta,mediante el uso de láminas demetal, recubrimientos de triplayy recubrimientos de plástico reforzado con fibra sobre seccionesde ferrocemento mejora en granmedida muchas de las propiedadesdel ferrocemento, l-2 3 y es nece-sario estudiar los efectos de ta-les recubrimientos, principalmenteporque podrlan servir para un

doble propósito: además de mejo-rar las propiedades del materialpodrfan usarse como un moldepermanente que vaya junto con launidad que’se cuela.

Enfoques futuros en lainvestigacibn

En diversos artfculos acerca delferrocemento* 4 -* 5 se ha señalado,por deducciones o por medio deafirmaciones directas, que la cons-truccibn a base de ferrocementoestá llena de dificultades, lo cualno es sorprendente si se trata deuna técnica aceptada relativamen-te nueva. Como un intento parainvalidar tales informes y al mismotiempo mejorar las técnicas quese usan actualmente, existen algu-nas áreas definidas en la tecnolo-gla del ferrocemento que valdríala pena investigar

Presencia de vaclos

Los vaclos, cavidades y burbujasde aire en las construcciones deferrocemento pueden constituirun peligro tanto en lo que serefiere a la resistencia como a lacorrosibn,* 6 en estructuras comocascos de embarcaciones, tinacosy techos pueden producir filtra-ciones. Aunque la técnica de

colocacibn de la mezcla puedeser casi perfecta, la existenciade. vaclos ho puede ser totalmenteeliminada, pues las técnicas paradetectarlos y evitarlos adecuada-mente todavfa no se han perfeccio-nado. Si bien, a partir de las pro-pias experiencias, se llega a laconclusión de que la técnica delaminado junto con la vibraciónmecbnica puede ser una respuestaa la eliminación de vaclos. Lainvestigación que se realice en esteaspecto ayudará a mejorar laspropiedades de cualquier secciónde ferrocemento.

Aumento en el peso

El peso excesivo es uno de losgraves problemas que se presentanen una construcción descuidada yen la que no se tiene experiencia.Es muy importante contar conuna reja de refuerzo totalmentecompacta y segura antes de quese lleve a cabo la colocación de lamezcla. Los obreros deben seradvertidos acerca de no agregarmortero adicional, en un esfuerzopor eliminar los huecos quedebieran ser eliminados con anterioridad. La investigación sobre eluso de arena fina de peso ligerocomo agregado o el uso de aditi-vos adecuados ya ha sido intenta-

Fig. 12. Remolcador de 22 m de pera ecerreo de troncos, de ferrocemento fibrosoreforzado con elembre de alta capacidad de tensión. Malasia.

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da anteriormente y hasta que nose obtengan más indicios que apo-yen losdescubrimientosanteriores,se seguirá pensando que el excesode peso es uno de los mayoresproblemas especialmente para lasestructuras marinas.

Corrosión

El ferrocemento es más alcalinoque el concreto reforzado, lo cualmejora su resistencia al escurri-miento de lechada; ademds, existeuna pasta mds rica para recubrir elagregado y reducir la permeabili-dad. La aplicación manual de lapasta o por medio de pistola pro-porciona una superficie sin irregu-laridades apreciables con unamenor relación agualcemento. To-dos estos factores son bent?fkospara la resistencia a la corrosión apesar del hecho de que el recubri-miento del acero en el ferrocemen-to es ~610 de 2 a 3 mm; sin embar-go, es de fundamental importanciapara el futuro del ferrocementoque el caso de la corrosión seinvestigue ampliamente. El uso decapas de polfmeros sobre losrefuerzos de acero usados en elferrocemento, incrementa la resis-tencia a la corrosión sin que seproduzca un decremento sustan-cial de la capacidad de adherencia.La utilización de aditivos en elmortero para detener la forma-ción de gas como resultado dela corrosión ha sido estudiadapor Christensen y Williamson.2 7

Impermeabi l idad

Se ha observado que el ferroce-mento, aun sin aditivos en elmortero ni recubrimientos en lasuperficie, es impermeable. Noobstante la aplicación de un recu-brimiento impermeable como be-tún o pintura mejora su durabili-dad y su aspecto. Se cree tambiénque esto evita el desplazamientode humedad, lo cual es esencialpara una estructura de almacena-miento de granos (sin lo cual losgranos tienden a agrumarse). En la

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actual idad, no existe ningún traba-jo publicado sobre este punto,pero el uso y el comportamientode membranas impermeables apli-cadas al ferrocemento constituiríanun tema que resultará interesantepara la investigación.

Economía y aprovechamientoóptimo de los recursos

A partir de los argumentos que seexponen en las secciones anterieres es evidente que, en la mayoríade los casos, el ferrocemento tienela capacidad para sustituir a losmateriales tradicionales de la cons-trucción en aplicaciones especifi-cas. Qué tan bien un ingeniero dediseño puede mezclar este materialcon otros materiales convenciona-les para usarlos en alguna estructu-ra, depende solamente del t ipo dela estructura, de los costos localesy del uso óptimo de cada material .

La tecnología del ferrocementoes muy apropiada para los países endesarrollo principalmente porque:

a) Sus materias primas básicaspueden conseguirse en la ma-yoría de los países.

b) Se puede fabricar casi concualquier forma para satisfa-cer las necesidades del usua-r io; consecuentemente, losdiseños tradicionales con fre-cuencia pueden reproducirsey mejorarse. Debidamenteelaborado, es mis durableque la madera y más baratoque el acero importado.

c) La habilidad que debe tener-se para la construcción conferrocemento se puede adqui-rir rápidamente, e incluyemuchas de las maniobras tra-dicionales en los países endesarrollo. No necesita maqui-naria pesada o una plantaespecial, pero sí mucha manode obra. Con excepción delos diseños demasiado com-

plejos como los de recipientespara aguas profundas, unsupervisor capacitado puedelograr el control de calidadnecesario en la fabricaciónut i l i zando mano de obrasemical i f icada.

En la construcción con ferro-cemento siempre debe tomarse encuenta el aspecto económico res-pecto a la calidad del productodeseado, a la localidad y a losmateriales disponibles. Se ha ob-servado, por ejemplo, que en lamayoría de los países asiáticos lamalla de acero representa del 66al 75 % del costo total de losmateriales usados en una estruc-tu ra de fe r rocemento , y unamalla tejida de alambre elaberada con una simple máquinamanual para tejer bien puedesignificar una reducci6n signifi-cativa en el costo unitario deuna estructura de ferrocemento,además el material se obtienemis fácilmente. La malla tejidaa mano tendrá una resistenciasuperior a la de la malla hexa-gonal galvanizada que se usahoy día. La determinación dela mejor relación entre el diá-metro del alambre y el tamañode la malla mediante pruebasprácticas, también ayudarían areduc i r e l cos to un i ta r io de lferrocemento.

Conclusión

Las recientes evaluaciones anal ít i-cas y experimentales de las muchaspropiedades del ferrocemento lohacen elegible como un materialde construcci6n similar a otrosmateriales convencionales que seusan en la actualidad. A pesar deesta avanzada etapa de la técnica,lo que evita que este material seautilizado en un gran número deaplicaciones potenciales es la faltade documentación apropiada porparte de autoridades en la mate-ria, tales como un ReglamentoNacional para la Construcción con

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i indispensable una

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“A Service Capsule

pmento. De hecho, ya queikayor/a de los usuarios en losk en desarrol lo no cuentan

el f inanciamiento adecuado,publica-

I autor izada para lograr queL agencias financieras invirtieran.

;;rrl-w”,~

! es el requisi to más urgenteque esta tecnologia se aplique

y el ferrocemento

6

tenga el lugar que se merece comoun mater ia l de construcción real-men te verdtil.

Para garanti ìar que la promo-ción de este material no se veao b s t a c u l i z a d a p o r l a f a l t a d eexperiencia, los usuarios debenbuscar la guía de expertos ene s t e c a m p o . C o n e s t e p r i m e robjet ivo es que fue establecidoel Centro In ternacional de In -

formación sobre Ferrocemento( IF IC) . A t ravés del v ínculo coninvest igadores y otros profe&nales de la construcc ión, e l IF ICsatisface las demandas especÍficasde información que pueda tenercualquier usuar io. Se espera quetodos los usuarios de ferrocemen-to tengan intercambios l ibres yfrancos de sus experiencias, unavez que se establezcan losvínculos que sean necesarios.

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